NVIDIA推出G80架构时，AMD与ATI正忙于双A合并的事宜，AMD推出的第一代DX10架构的显卡依然是原先ATI负责的。在晚了NVIDIA将近半年之后，AMD于2007年5月份发布了基于R600架构的HD 2000系列显卡，由于AMD与NVIDIA在统一渲染器设计上的思路不同，R600的问世也让人们有机会对比A、N两家的不同。
R600核心架构设计图
承前文所述，AMD的统一渲染器设计在原来的SIMD架构上改良而来，Superscalar超标量架构由1个4D矢量一个1D标量运算核心组成，进行传统的4D矢量运算时效率最高，而遇到1D标量运算时运算效率降至四分之一，所以需要更多数量的流处理器来弥补这个劣势。R600架构中设计了320个流处理器单元，分为四个SIMD阵列，每个阵列又可分为两组，每组40个sp单元。每阵列的80个sp中又分为16个小单元，每一组都是由5个流处理器和一个分支预测单元。
具体方式如下图所示：
AMD显卡中每一个流处理器的详细结构
这张图也可以解释为什么AMD与NVIDIA显卡中流处理器数目差异如此之大，AMD所称的流处理器实际上是由5个小单元组成，所以通常称AMD显卡的中流处理器为流处理器单元，而NVIDIA显卡才成为流处理器，换算一下的话两者是5：1的关系。这个比列只是一种近似比较，实际性能还要考虑各自的频率以及效能。
R600的纹理单元
R600内设计了四个纹理单元，正好对应SIMD阵列的数目。每组纹理单元拥有4个纹理过滤单元和8个纹理寻址单元，因此共有16个纹理过滤单元，32个纹理寻址单元。
HD 2000系列首度支持Hardware Tessellation技术
在R600架构的显卡上还有两项技术值得一提，第一个则是Hardware Tessellation，也就是目前DX11中火热的硬件曲面细分技术，AMD在HD 2000显卡中引入了这一技术，不过当时的硬件环境远不成熟，Hardware Tessellation不具有实用性，只在HD 2000显卡上昙花一现，到了HD 3000系列就去掉了。
AMD的环形总线技术
另外一个则是1024-bit环形总线技术，2900XT本身就拥有512bit显存位宽，已经是当时位宽最大的，G80最大位宽也不过384-bit。AMD在此基础上又引入了Ring bus环形总线，可以等效1024-bit位宽，如果使用高速的GDDR4显存，那么显存带宽可以轻易突破130GB/s（这一数值在今天的高端显卡上也不容易达到），普通的GDDR3显存带宽也有100GB/s以上的带宽。可惜的是当时的生产工艺还是80nm，512-bit的显存位宽要占据相当大的晶体管规模，AMD的环形总线技术也没有普及开来，到HD 3000系列上甚至精简为256-bit，但是搭配高速GDDR3显存来弥补。
R600作为AMD推出的第一代统一渲染架构在虽然亮点多多，但是在市场上并没有引起玩家的共鸣，性能上相对NVIDIA的G80并没有胜算，很快就被改进版的RV670架构所取代。
