AMD K8 마이크로아키텍처는 AMD(Advanced Micro Devices)가 개발한 8세대 x86 마이크로아키텍처이다. 2003년에 처음 선보인 K8 아키텍처는 64비트 명령어 세트를 지원하는 첫 AMD 프로세서로, 일반적으로 애슬론 64(Athlon 64), 옵테론(Opteron) 등의 브랜드로 출시되었다.

K8 아키텍처는 기존 K7 아키텍처의 32비트 설계를 기반으로 하여 64비트 연산, 레지스터 및 주소 공간 확장을 추가하였다. 또한, K8은 DDR 메모리, 통합 메모리 컨트롤러, HyperTransport 기술을 통해 메모리 대역폭과 시스템 성능을 크게 개선하였다. 프로세서와 메모리 간의 직접 연결을 통해 메모리 접속 지연을 줄이고, 시스템의 확장성과 저지연성을 제공하였다.

특히, 하이퍼트랜스포트(HyperTransport) 기술은 K8 아키텍처의 핵심 기술로서, 프로세서와 다른 시스템 컴포넌트 간의 대역폭을 높이고 데이터 전송 속도를 증가시켰다. 이 기술은 멀티프로세서 시스템에서 더욱 효율적이며, 서버 시장에서도 좋은 평가를 받았다.

또한, K8 아키텍처는 32비트와 64비트 소프트웨어를 동시에 실행할 수 있는 능력을 가지고 있어 기존의 32비트 생태계와의 호환성을 유지하면서도 점진적으로 64비트 컴퓨팅 환경으로의 전환을 가능하게 했다.

K8 아키텍처는 전력 효율성 측면에서도 개선이 이루어졌으며, 모바일 버전인 애슬론 64 모빌(Athlon 64 Mobile) 프로세서 역시 출시되어 노트북 시장에서도 성능을 발휘하였다.

K8 아키텍처는 이후 등장한 K10 아키텍처로 계승되었으며, AMD의 CPU 발전사에서 중요한 전환점이 된 기술적 기반을 제공하였다.