De første Atom-processorer var baseret på Bonnell-mikroarkitekturen. Disse Atom-processorer er i stand til at udføre op til to instruktioner pr. cyklus. Ligesom mange andre x86-mikroprocessorer oversætter de x86-instruktioner (CISC-instruktioner) til enklere interne operationer (nogle gange omtalt som micro-ops, dvs. effektivt RISC-stil instruktioner) før udførelsen. De fleste instruktioner producerer en micro-op, når de oversættes, med omkring 4% af instruktioner, der anvendes i typiske programmer, der producerer flere micro-ops. Antallet af instruktioner, der producerer mere end en micro-op, er betydeligt færre end P6 og NetBurst-mikroarkitekturerne.
forbedring af ydeevnen pr. watt