Az első Atom processzorok a Bonnell mikroarchitektúrán alapultak. Ezek az Atom processzorok akár két utasítást is képesek végrehajtani egy ciklusonként. Mint sok más x86-os mikroprocesszor, az x86-os utasításokat (CISC utasításokat) egyszerűbb belső műveletekké (néha mikro-ops néven említik, azaz hatékonyan RISC stílusú utasításokat) fordítják le a végrehajtás előtt. Az utasítások többsége egy mikro-op-ot hoz létre, amikor lefordítják, a tipikus programokban használt utasítások körülbelül 4% -a több mikro-op-ot hoz létre. Az utasítások száma, amelyek több mint egy mikro-op-ot termelnek, jelentősen kevesebb, mint a P6 és a NetBurst mikroarchitektúrák. A Bonnell mikroarchitektúrában a belső mikro-op-ok mind memóriát, mind a memóriát tárolhatnak egy ALU-val, így erősebbek az x86-os utasításoknak (CISC utasítások) és hasonló belső műveletekké (néha mikro-op-op
a teljesítmény watt arányának javítása