Es la primera revisión arquitectónica importante de ATI desde la R300 y está altamente optimizada para Shader Model 3.0.

Las mismas GPU también se encuentran en algunos productos AMD FireMV destinados a configuraciones de varios monitores.

[3]​ El siguiente cambio importante en el núcleo es su bus de memoria.

Alrededor del chip hay dos buses de anillo de 256 bits que funcionan a la misma velocidad que los chips DRAM, pero en direcciones opuestas para reducir la latencia.

Este diseño permite que los accesos a la memoria sean más rápidos aunque con menor latencia debido a la menor distancia que las señales necesitan para moverse a través de la GPU y al aumentar la cantidad de bancos por DRAM.

ATI reclamó una mejora del 40% en la eficiencia con respecto a los diseños anteriores.

Esta generación tiene soporte para todos los tipos de memoria recientes, incluido GDDR4.

[3]​ La familia R5xx introdujo un motor de video en movimiento integrado más avanzado.

Al igual que las tarjetas Radeon desde la R100, la R5xx puede descargar casi todo el canal de video MPEG-1/2.

El último programa competidor de Ruby, Cyn, estaba compuesto por 120.000 polígonos.

[4]​ Las tarjetas admiten salida DVI de doble enlace y HDCP.

AMD lanzó el documento final de aceleración Radeon R5xx.

Este diseño modular permite que ATI construya una línea "de arriba a abajo" usando tecnología idéntica, ahorrando investigación, tiempo de desarrollo y dinero.

Debido a su diseño más pequeño, estas tarjetas ofrecen menores demandas de energía (30 vatios), por lo que funcionan a menor temperatura y se pueden usar en estuches más pequeños.

Las primeras Mobility Radeon X1300 a X1450 también se basan en el núcleo RV515.

[6]​[7]​[8]​[9]​ A partir de 2006, los productos Radeon X1300 y X1550 se cambiaron al núcleo RV505, que tenía capacidades y características similares al núcleo RV515 anterior, pero fue fabricado por TSMC usando un proceso de 80 nm (reducido del proceso de 90 nm del RV515).

También gana tres sombreadores de vértices adicionales, lo que eleva el total a 5 unidades.

[13]​ La otra parte, la X1650XT, utiliza el núcleo RV570 más nuevo (también conocido como RV560) aunque tiene una potencia de procesamiento más baja (tenga en cuenta que el núcleo RV570 totalmente equipado alimenta la X1950Pro, una tarjeta de alto rendimiento) para igualar a su principal competidor, la tarjeta Nvidia 7600GT.

Con el proceso de fabricación low-K de 90 nm, estos chips de alto transistor aún podrían sincronizarse a frecuencias muy altas, lo que permite que la serie X1800 sea competitiva con las GPU con más canales pero velocidades de reloj más bajas, como las series NVIDIA 7800 y 7900 que usan 24 tuberías[3]​ El X1800 fue reemplazado rápidamente por el X1900 debido a su lanzamiento retrasado.