AMD Athlon II X4 — одно из наиболее заметных массовых четырехъядерных семейств эпохи K10. Эти процессоры появились в тот момент, когда четыре физических ядра переставали быть особенностью дорогих рабочих станций и переходили в доступные домашние ПК. Основная часть серии построена на 45-нм кристалле Propus для Socket AM3: четыре полноценных ядра K10, по 512 КБ кэша L2 на ядро, интегрированный контроллер памяти и отсутствие общего кэша L3. Позднее имя Athlon II X4 использовалось и для 32-нм моделей Llano под Socket FM1 с четырьмя ядрами семейства Stars, увеличенным до 1 МБ на ядро кэшем L2 и отключенной графической частью. Поэтому полный разбор серии обязан разделять AM3 и FM1: они близки по идее и поколению микроархитектуры, но относятся к разным платформам и физически несовместимы.

Сильной стороной Athlon II X4 была не абсолютная скорость, а сочетание четырех настоящих ядер, умеренной цены и широкой платформенной совместимости. В конце 2009 года X4 620 сделал четырехъядерную конфигурацию доступной примерно за сто долларов, а дальнейшие X4 630, 635, 640, 645, 650 и 655 постепенно поднимали штатную частоту с 2,6 до 3,3 ГГц. Параллельно выпускались экономичные 600e, 605e, 610e, 615e и 620e с TDP 45 Вт. В 2011–2012 годах FM1-ветка дала моделям 631, 638, 641, 651 и 651K по 4 МБ L2 и более современную системную обвязку Llano. В результате под единым названием сложилась серия, интересная сразу в трех ролях: исторически важный бюджетный четырехъядерник, недорогой апгрейд старого AM3-компьютера и основа ретро-сборки, где нужны настоящие четыре ядра без расходов на редкие топовые Phenom II.