Le prime proposte quad core di AMD sono attese per la metà del 2007 per il settore server e nel terzo trimestre per il settore desktop. Il core capostipite di tutti i derivati è "Barcelona", del quale grazie ad Anandtech scopriamo tutti i dettagli:
Il processore è formato da quattro core su singolo die prodotto con processo produttivo a 65 nanometri. Barcelona è composto da 463 milioni di transistor (582 milioni per l'attuale Kentsfield di Intel, ma è un progetto diverso) e integra 2 MByte di cache L3. Ognuno dei quattro core ha 128 KByte di cache L1 e 512 KByte di cache L2. Il sito ha messo inoltre a confronti altri dati interessanti che ne segnalano la profonda diversità con il progetto K8:
| AMD Architecture Comparison | ||
| K8 | Barcelona | |
| SSE Execution Width | 64-bit | 128-bit |
| Instruction Fetch Bandwidth | 16 bytes/cycle | 32 bytes/cycle |
| Data Cache Bandwidth | 2 x 64-bit loads/cycle | 2 x 128-bit loads/cycle |
| L2/Northbridge Bandwidth | 64 bits/cycle | 128 bits/cycle |
| FP Scheduler Depth | 36 Dedicated x 64-bit ops | 36 Dedicated x 128-bit ops |
Tra le altre migliorie troviamo un "512-entry indirect predictor" che prevede i branch indiretti. All'interno dei processori vi è un componente chiamato "branch predictor" che cerca di prevedere l'esito delle operazioni, velocizzando le operazioni. Un branch indiretto è un branch con più target. La previsione errata dei branch è minima e si riflette positivamente sull'efficienza energetica e prestazionale. La dimensione del return stack nel nuovo core è raddoppiata rispetto al K8, migliorando il tracciamento degli indirizzi di ritorno. Barcelona è capace di tracciare più branch rispetto al suo predecessore, grazie alla presenza di un numero maggiore di dati storici.
AMD introdurrà in Barcelona una tecnologia chiamata Sideband Stack Optimizer, utilizzata per amministrare tutte le operazioni di stack. Il controller di memoria è più veloce e il northbridge è compatibile con le memorie DDR3. All'interno del controller troviamo un nuovo prefetcher DRAM che si occupa di amministrare tutte le richieste in memoria.
Ogni core presente in Barcelona presenta 5 "p-states" indipendenti, che variano la frequenza di clock a seconda del carico. I "p-states" sono controllati via hardware e non hanno bisogno del supporto driver per abilitare le caratteristiche di risparmio energetico.
Le frequenze di lavoro dei primi modelli di Barcelona andranno da 2.1 a 2.3 GHz, ma entro l'anno vi saranno modelli con frequenza più elevata. Per quanto riguarda il settore desktop, Agena avrà una frequenza compresa tra 2.7 e 2.9 GHz. La variante dual-core "Kuma" spazierà tra 2 e 2.9 GHz.