Le Radeon X1800 XT, ou encore R520, a été développé non pas sur la base des processeurs X800, mais dispose d'une architecture totalement revue, appelée Ultra-Threaded. Celle-ci a pour but de raccourcir le traitement des informations et optimiser la gestion des tâches. Concrètement, ce GPU, totalisant 321 millions de transistors, est gravé en 0,09 µ et autorise une fréquence de fonctionnement de 625 MHz. Les 16 pipelines de pixels travaillent de concours avec 8 unités de Vertex. L'interface mémoire 512 bits de type Ring (en anneau) assure quant à elle une bande passante sans précédent et un accès aux données ultrarapide.
plus, cette carte est équipée de la technologie CrossFire, pendant du fondeur canadien du SLI Nvidia, et qui permet donc d'installer et de coupler deux cartes graphiques dans une même machine