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A versão original do Athlon (em formato de cartucho, com cache L2 externo) foi lançada pouco depois do Pentium III com core Katmai. Como os dois processadores utilizavam cache L2 trabalhando à metade da frequência do processador, a briga manteve-se equilibrada, com o Pentium III ganhando em alguns aplicativos e o Athlon em outros. Apesar de, no geral, o Athlon ganhar por uma pequena margem, o posto de processador mais rápido acabava sendo conquistado pelo processador com uma frequência de operação mais alta. Mas, o Athlon começou a ficar para trás depois que a Intel lançou as novas versões do Pentium III, baseadas no core Coppermine, devido ao seu (do Athlon) cache L2 mais lento. Enquanto em um Pentium III de 900 MHz o cache L2 opera à mesma freqüência do processador, em um Athlon 900 antigo ele opera a apenas 300 MHz, um terço da frequência. Isto mudou com o lançamento do Athlon Thunderbird, que (com exceção do K6-3) foi o primeiro processador AMD com cache L2 integrado, um design muito mais elegante e eficiente, que além de mais rápido, passou a ser mais barato de se produzir que a versão anterior, onde além do núcleo do processador, era usada uma placa de circuito e dois chips de cache L2 separados: Athlon slot A (sem a cobertura plástica). Repare nos dois chips separados de cache L2
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