ATI Radeon HD 5000

DirectX 11

隨著Windows 7作業系統在2009年尾推出，新的DirectX 11亦借勢推出。

Shader Model 5.0

相對於舊有的Shader Model 4.0，新增了五個新的指令集。編程者可以更輕易檢視和操作資料。著色引擎方面，除了4.0版本擁有的頂點著色引擎、像素著色引擎、幾何著色器外，還另外增加了外殼著色器、運算著色器和域著色器。

DirectCompute 11

隨著顯示核心的效能愈來愈強勁，利用顯示卡作非立體計算可以更有效發揮產品效能，使之適用範圍更廣泛。通用計算包括物理加速、人工智慧和光線跟蹤。利用顯示核心作相關計算，效能比單純用CPU更好。近年，兩大顯示核心製造者－AMD和NVIDIA都大力推動通用計算。現時已有三種相關的開發埠的，分別是CUDA、FireStream和OpenCL。CUDA是NVIDIA的專屬埠，非NVIDIA顯示核心不能支援。FireStream是ATI所開發，而OpenCL則由Khronos所制定。而DirectCompute 11是DirectX 11的一部分，由微軟制定。

Tessellation

自Radeon HD 2000系列開始，AMD的顯示核心都支援Tessellation技術。到了DirectX 11時，微軟正式將Tessellation技術放到DirectX標準中。而DirectX 10和11的Tessellation技術是不同的。為了配合Tessellation運算，DirectX 11增加了Hull和Domain兩個著色器，所以效率和效果會有所提高。

Terascale 2 架構

Cypress推出的時候，Terascale 繪圖引擎架構的流核心數量、紋理單位與ROP跟上一代的 RV770 都二倍成長。此架構的流核心設計幾乎沒有變動，不過新增了支援 DirectX 11/DirectCompute 11 的能力。 與上一代的設計相似，每一個 SIMD 核心整合了 4 個紋理單位與 16 個流核心（每個含有5個處理單元，總共80個單元）。
而跟上一代不同的另一個地方是為了與 DirectX 11 相容，流核心能夠處理單精度與雙精度的 FMA (Fused Multiply Add) 指令運算，它提供的精度比 MAD (Multiply Add) 還要高，而且他也遵循 IEEE 754-2008 標準。 Evergreen原生支援SAD (Sum of Absolute Difference) 指令，在類似影音轉檔的應用上，執行效能可以大幅提升。

快取記憶體

每個 SIMD 核心也搭載了 32 kiB 的本地資料共用 (Local Data Share) 與 8 kiB 的 L1 快取， 而每個 SIMD 核心都能共用 64 kiB 的全域資料共用 (Global Data Share)。
每一個流核心都有兩組L2快取記憶體，每一組的容量是128kb。紋理單元方面，是16k x 16k格式。而DirectX 11中的HDR紋理壓縮技術——BC6以及BC7都可以被支援。

記憶體控制器

每個記憶體控制器連結著 8 組 ROP 單元，每組提供 32bit 的通道，每一單元使用 128kiB 的 L2 快取。 Redwood 則是有 4 組 64bit 通道的 ROP 單元。另外，增加了EDC效驗功能。可以支援循環冗餘校驗，增加資料傳輸的可靠性。

ROP 單元

用作畫面的後期處理，例如反鋸齒功能。Evergreen核心新加了回讀路徑，改善抗鋸齒效能。

多媒體能力

在影片處理能力上，AVIVO HD 與 通用視訊解碼器的搭配下這一代的顯示卡還是具備著播放藍光影片的硬體解碼功能，而搭配 Catalyst 9.11 以後的驅動程式更能夠讓像是 Youtube HD 的 H.264 為壓縮基礎之 Flash 影片更流暢的播放。此外，顯示管線支援 xvYCC 色域以及在 HDMI 介面上擁有 12-bit 的單路色彩輸出，且 AVIVO HD 也支援 Windows Vista 及 Windows 7 的 DXVA 2.0 API 標準。
而在這代的另一項重要里程就是開始支援 HDMI 1.3a 標準。上一代的 Radeon R700 系列 顯示晶片只支援到 LPCM 7.1 聲道的音訊及無法讓外部解碼器位元流提供 Dolby TrueHD 及 DTS-HD Master Audio 輸出支援，在這一代已經提供這些輸出支援。

GDDR5

Evergreen的顯示記憶體控制器，新增支援循環冗餘校驗。GDDR5的Link Retraining技術，可以即時將記憶體的頻率和電壓轉換。在2D模式時轉換到立體計算模式時，此技術可以減低之間的出錯機會。

整合音效卡

相對於上一代產品只支援HDMI 1.1輸出，新的顯示核心支援HDMI 1.3輸出。後者的頻寬更高，可以傳輸更高品質的影像。又或者可以傳輸更多訊息，包括音訊訊息。而自Radeon R600開始，顯示核心都整合了音效晶片。這樣顯示卡上的HDMI輸出，可以直接包含音訊和影片資料。而不需要額外的音效卡處理相關訊號，然後透過接線將音訊訊息傳到顯示卡，再由顯示核心將音效和影片訊號結合，作HDMI輸出。舊有的AMD顯示核心內建的音訊晶片，只支援5.1聲道輸出。而新的Evergreen顯示核心，內建音訊晶片新增7.1聲道輸出。音訊解決方案方面，Evergreen顯示核心新增支援Dolby HD和DTS-HD Master Audio。數字功放可以直接將HDMI中的音訊訊號解碼。另外，電腦再不需要使用額外的音效卡，去輸出此等音訊格式訊號。

立體顯示技術

為了回應對手NVIDIA的3D Vision技術，AMD也推出了自家的立體顯示技術。不過，此技術並非AMD獨家研發，而是和iZ3D公司合作。而相關技術的電路並不是整合在顯示核心中，而是在顯示器裡。

通用計算技術

Evergreen支援自家的Stream標準。另外，同樣支援開放的Direct Compute和OpenCL標準。浮點運算能力方面，Radeon HD 5870的理論值是2.7 TFLOPS。上一代的產品應用到天河一號的時候，產品的效能是理論值的70%左右。

物理加速技術

利用DirectX 11的Direct Compute和Tessellation技術，可以造到物理加速的效果。例如遊戲《科林麥克雷：塵埃2》中，旗幟的飄揚和灰塵的飛揚。Havok物理引擎方面，AMD將會利用多核心中央處理器作運算。

Radeon HD 5900

Radeon HD5970於2009年11月19日正式發布，產品數日後已開始上市銷售。 
與上兩代Radeon HD3800/4800 X2系列類似，Radeon HD5970也是在一塊PCB上安裝兩顆GPU，並通過一顆PLX PCI-E 2.1橋接晶片組建內部CrossFire，也支援雙卡組建四路CrossFire。與上代Radeon HD 4800 X2不同的是，由於PCI-E 2.1頻寬和電源管理已經非常完善，故沒有採用在Radeon HD4800X2上使用過的CrossFire Sideport，而使用了類似Radeon HD3870X2的PCI-E內部橋接。PCI-E 2.1相比2.0，雖然頻寬沒有上升，但就加入了大量的管理技術。
Radeon HD5970由兩顆RV870組成，共整合達43億電晶體，內含高達3200個流處理器，預設頻率為725MHz，相比Radeon HD5870為低，但幾乎每一片Radeon HD5970都能使用原廠的超頻工具返回900MHz以上的水平。預設頻率下運算能力高達4.64TeraFLOPS，比上一代的HD4870X2高出70%。記憶體方面依然保持256位元匯流排，每顆核心皆擁有頻率為4.0GHz的1GB GDDR5記憶體（即總共2GB），兩顆核心共提供總共高達256GB/s的頻寬。
得益於40nm製程及新電源管制技術，功耗仍能保持上代的水平，滿載功耗為294W，閒置功耗相比HD4870還低，只有42W。散熱器的方面，AMD在本系列首次均熱板設計，配合鼓風機式風扇，最高能帶走400W熱量。

Radeon HD 5800

Radeon HD5870是首款Radeon HD5000系列的產品，於2009年9月23日發布，擁有1600個流處理器，預設頻率為850MHz，記憶體方面擁有256bit頻寬和4.8GHz的1GB GDDR5記憶體。公版卡全長達28cm，比Radeon HD4870X2更長。
Radeon HD 5870 Eyefinity6 Edition於2010年3月11日發布。顯然卡擁有六個mini DisplayPort輸出埠。核心方面仍然使用Cypress核心，擁有1600個流處理器。由於顯示卡擁有六個TMDS通道，所以支援六個顯示器的輸出，每個顯示器最高的解析度是1080p。
Radeon HD5850同樣使用RV870核心和1GB GDDR5記憶體，但只擁有1440個流處理器，而且預設頻率較低。
Radeon HD5830於2010年2月25日發布。它只有1120個流處理器，核心頻率是800MHz，顯示記憶體方面，將會採用4.0GHz的GDDR5，頻寬有256-bit。由於核心頻率較HD5850為高，所以功耗較上線的HD5850更高。

Radeon HD 5700

Radeon HD 5700系列於2009年10月13日發布。Radeon HD5770擁有800個流處理器、128bit記憶體頻寬和1GB GDDR5記憶體，而Radeon HD5750隻有720個流處理器。

Radeon HD 5600

Radeon HD5670於2010年1月14日發布，擁有400個流處理器、128bit記憶體頻寬和1GB GDDR5記憶體。

Radeon HD 5500

Radeon HD 5570在2010年2月推出。規格上與Radeon HD 5670接近，擁有400個流處理器，只是核心頻率較低，而且顯示記憶體的規格亦較差，只支援DDR3顯示記憶體。而高一級的Radeon HD 5670則支援GDDR5顯示記憶體。Radeon HD 5570正式發布的核心製程是40nm，頻寬是128-bit。直接對手是NVIDIA的GeForce GT 220。
Radeon HD 5550 為320個流處理器，支援DDR2顯示記憶體，核心頻率為550MHz。

Radeon HD 5400

Radeon HD 5450於2010年2月4日發布，屬於入門級產品。它擁有80個流處理器，核心製程是40nm。顯示記憶體方面，可以支援DDR3或者DDR2以區分價格，而其頻寬只有64-bit。由於核心發熱量比較低，顯示卡可以採用被動式散熱器。整合聲效卡可以支援7.1聲道效果。與同系列比較高階的核心不同，Radeon HD 5450的SIMD所擁有的流處理器數量比較少，並即是每流處理器可分享到更多的L1快取記憶體。