AMD 페넘 시리즈(AMD Phenom Series)는 미국의 반도체 회사인 AMD(Advanced Micro Devices)가 개발한 x86 아키텍처 기반의 마이크로프로세서 제품군이다. 이 시리즈는 2007년 11월에 첫 번째 모델이 출시되었으며, AMD의 64비트 프로세서 기술을 기반으로 하고 있다. 페넘 시리즈는 주로 데스크탑 및 서버 시장을 겨냥하여 설계되었으며, 멀티코어 아키텍처를 채택하여 높은 성능과 멀티태스킹 능력을 제공한다.

페넘 프로세서는 주로 4개의 코어를 가진 페넘 X4, 3개의 코어를 가진 페넘 X3, 그리고 1개의 코어를 가진 페넘 X1로 구분된다. 각 모델은 다양한 클럭 속도와 캐시 메모리 용량을 제공하며, 최상위 모델은 최대 2.6GHz의 클럭 속도를 지원한다. 이들 프로세서는 AMD의 SOI(Silicon On Insulator) 공정 기술을 사용하여 생산되었으며, 효율적인 전력 소비와 발열 관리를 목표로 하고 있다.

페넘 시리즈는 특히 AMD의 '지능형 다이' 구조를 도입하여, 프로세서 내의 비활성 코어를 비활성화함으로써 전력 소비를 줄이는 기능을 구현하였다. 또한, 하이퍼트레드 기술을 지원하여, 각 코어가 두 개의 스레드를 동시에 처리할 수 있도록 하였다.

이 시리즈는 다양한 플랫폼에서 사용 가능하며, AM2+ 소켓을 사용하여 기존의 AM2 소켓과의 호환성을 유지한다. 페넘 프로세서는 역사적으로 AMD의 인텔 경쟁에서 중요한 역할을 하였으며, 가격 대비 성능이 우수하여 게이머와 전문가들 사이에서 인기가 높았다.

페넘 시리즈의 후속 모델로는 AMD의 불칸(Bulldozer) 아키텍처를 기반으로 한 FX 시리즈가 등장하게 되었다. 페넘 프로세서는 이후 AMD의 차세대 CPU 설계에 큰 영향을 미쳤으며, 마이크로프로세서 기술의 발전에 기여하였다.