Advanced Micro Devices heeft na de eerste lichting inmiddels ook de tweede partij Phenom II-processors uitgebracht. De nieuwe Phenom II's zijn ontworpen voor de nog te verschijnen moederborden met de AM3-socket, al zijn ze wel backwards compatible met de huidige AM2+-moederborden. Bij de eerste generatie was dat andersom: die waren bedoeld voor AM2+-moederborden, maar kunnen na een bios-update ook in AM3-borden worden geprikt.
De nieuwe serie processors is verkrijgbaar in quadcore- en triplecore-varianten, waarbij de quadcores de codenaam Deneb vasthouden en de triplecores Heka genoemd worden. Een Heka-processor is feitelijk een Deneb-cpu waarvan één core is uitgeschakeld.
Tweakers.net nam twee Phenom II-processors onder de loep: de quadcore Phenom II X4 810 en de triplecore Phenom II X3 720 Black Edition. De eerstgenoemde cpu heeft een kloksnelheid van 2,6GHz en elke core beschikt over 512kB L2-geheugen. Het L3-cache wordt door de cores gedeeld en bedraagt 4MB. De Heka-processor, de Phenom II X3 720, is op 2,8GHz geklokt, waarbij elke core over eveneens 512kB L2-cache beschikt. De cores delen echter in totaal 6MB L3-cache, net als de eerder geteste Phenom II 920 en 940-processors. De Black Edition heeft, anders dan de reguliere processors, een niet-gelockte multiplier. Hierdoor kan de eigenaar de cpu eenvoudig overklokken.
Hoewel de moederbordfabrikanten weliswaar vrijwel allemaal borden met de AM3-socket hebben aangekondigd, zijn platforms op basis van deze borden nog niet verkrijgbaar. Voor deze test zijn de 810 en 720 dan ook op hetzelfde AM2+-moederbord als de eerder geteste Phenom II's gebenchmarked: de Gigabyte GA-MA790GP-DS4H. Enerzijds vormt dit een beperking voor de processors, aangezien de nieuwe Phenom II's feitelijk voor de AM3-socket gemaakt zijn en derhalve ook met ddr3-geheugen overweg kunnen. Anderzijds zouden tests met preview-exemplaren van AM3-moederborden, gecombineerd met ddr3-modules, slechts een beperkte voorsprong voor het AM3-platform ten opzichte van zijn AM2+-voorganger aan het licht brengen. Veel verschil kan er nauwelijks zijn, aangezien de Phenom II-processors voor zowel AM2+- als AM3-sockets op dezelfde architectuur zijn gestoeld en met elkaar uitwisselbaar moeten zijn.
