Karty Radeon HD 6950 i 6970 debiutowały 15 grudnia 2010 roku, kilka tygodni po kartach z serii 6800 z układami Barts. Oprócz wszystkich ulepszeń wprowadzonych w serii 6800, o których nieco dalej, akceleratory zawierają jeszcze kilka istotnych nowości o charakterze czysto technicznym. Są to: podwójny silnik odpowiedzialny za geometrię i teselację (Dual Geometry Engine), nowa architektura procesorów strumieniowych (VLIW4), w której pojedynczy shader składa się z czterech procesorów strumieniowych, zamiast pięciu jak w dotychczas stosowanej architekturze VLIW5 oraz jednostki Render Back-Ends (RBE) nowej generacji, 2-krotnie szybsze dla operacji 16-bitowych oraz 4-krotnie szybsze w przypadku operacji 32-bitowych, w porównaniu do jednostek RBE układów Barts (Radeon HD 6800) i Cypress (Radeon HD 5800).
Oprócz tego zastosowano technologię PowerTune, która polega na pomiarze i regulacji poboru energii elektrycznej w czasie rzeczywistym oraz możliwości dostosowywania go do wcześniej ustalonej wartości. Wraz z tą technologią w sterownikach Catalyst Control Center pojawił się suwak pozwalający regulować pobór energii przez karty Radeon HD 6900 w
zakresie +/- 20%.
Sercem kart Radeon HD 6970 i 6950 jest układ Cayman, który składa się z 2,64 miliarda tranzystorów i zajmuje powierzchnię 389 mm mm^(2). Chip jest produkowany w 40-nanometrowej technologii i zawiera 24 bloki SIMD z architekturą VLIW4 oraz 32 jednostki RBE (Render Back Ends). W każdym bloku SIMD znajdują się 4 jednostki TMU oraz 64 procesory strumieniowe w konfiguracji 16x4. Łącznie daje to liczbę 1536 procesorów strumieniowych, 96 jednostek TMU oraz 32 RBE. Układ komunikuje się z pamięcią GDDR5 poprzez 256-bitową magistralę. Więcej informacji temat kart Radeon HD 6900 oraz układu Cayman można znaleźć w naszej odrębnej recenzji (link).
Radeon HD 6970 dysponuje 24 blokami SIMD z 1536 procesorami strumieniowymi oraz 96 jednostkami TMU. Częstotliwość taktowania wynosi 880 MHz dla układu graficznego oraz 1375 MHz (5500 MHz efektywnie) dla 2GB pamięci typu GDDR5 z 256-bitową magistralą. Wydajność ma wynosić 2,7 teraflopa w przypadku obliczeń pojedynczej precyzji oraz 675 gigaflopów w przypadku obliczeń podwójnej precyzji. Typowe zużycie energii określono na 20W podczas spoczynku i 190W podczas obciążenia. Karta jest zasilana przez jedną 8-pinową i jedną 6-pinową wtyczkę
Specyfikacja tańszego Radeona HD 6950 to 22 aktywne bloki SIMD z 1408 procesorami strumieniowymi i 88 jednostkami TMU oraz zegary na poziomie 800 MHz dla układu graficznego i 1250 MHz (5000 MHz efektywnie) dla pamięci. Pojemność pamięci tak jak w droższym Radeonie HD 6970 wynosi 2GB, natomiast wydajność określono na 2,25 teraflopa dla obliczeń pojedynczej precyzji oraz 563 gigaflopy w przypadku obliczeń podwójnej precyzji. Typowe zużycie energii ma wynosić 20W podczas spoczynku i 140W podczas gry. Do zasilania służą dwie 6-pinowe wtyczki.