承上文所述，R300核心以及其衍生产品让ATI尝尽甜头。2004年后半年，ATI发布新一代产品：Radeon X800系列，“X”时代正式到来。相信许多玩家熟悉A卡也大都从这个时代开始。

也许是Radeon 9700/9800/9600/9550显卡取得的巨大荣耀让ATI低估了NVIDIA的实力，在2004年推出的RADEON X800 XT显卡采用了构架并没有太大变化的核心代号R430核心。R430芯片采用了更先进的0.11微米low-K制造工艺，具备原生的PCI-E接口，拥有1.6亿个晶体管，工作频率为400MHz，像素着色管线提升至16条（部分产品使用的芯片为12条），定点着色管线为6条，性能较上一代产品很大提升。

R430

不过NVIDIA从来都不是一个能够轻易战胜的对手，在经历GeForce FX系列产品的失利之后，卧薪尝胆推出了规格先进的基于NV40核心的GeForce 6800系列产品。GeForce 6800与X800系列性能相近，但GeForce 6系列完全按照DirectX 9.0c SM3.0的标准设计，而X800系列仅支持DirectX 9.0b SM2.0b。虽然当时并没有多少游戏能够支持SM3.0和HDR效果，但这已经让X800系列失去了上代9700的巨大优势。

X800和GeForce 6800芯片的时代正值显卡接口朝换代时期（不少主板都具备PCI-E接口，并开始出现替代AGP接口的趋势）。NVIDIA合理地通过使用桥接芯片兼顾了AGP/PCI-E接口，而ATI坚持“有路何必搭桥”的市场策略，使得研发成本增加不少，也导致X800一代ATI的显示芯片规格特别乱。

Radeon X800

在R430核心推出之前，ATI还推出了原生AGP接口的R420核心。R420核心采用0.13微米工艺，降低了制造成本，同样拥有1.6亿个晶体管，并具有16条像素着色管线。需要注意的是X800 XT PE和X800 XT显卡的显示核心，默认就打开了16条像素着色管线，而X800 Pro和X800 GTO显卡虽然也采用R420核心，但指具备12条像素着色管线。不过，由于核心硬件规格是16管线，所以当年的X800 Pro和如今活跃在低端市场的X800 GTO AGP显卡都具备改造16管线的可能。之后，ATI推出了R420核心的升级版：R423。R423核心依旧采用0.13微机制造工艺，除了具备原生的PCI-E接口外，规格痛R420核心完全相同。使用R423核心的显卡有PCI-E版的X800 XT PE和X800 XT，还有少数的X800 GTO显卡也使用了R423核心。

R420核心

为了对抗GeForce 6800GT，ATI推出了频率更高的X850系列显卡，占领高端市场。X850系列显卡使用代号为R480和R481的显示核心。难以理解的是，ATI没有在高频显卡上使用更先进的0.11微米制造工艺，而走保守路线，采用了0.13微米制造工艺。R480核心具有原生的PCI-E接口和R481核心则具备原生的AGP接口，其他技术规格则一模一样。

由于ATI坚持走原生路线，给自己造成了不小的麻烦。需要为显卡开发两款GPU，而且要分别预估AGP和PCI-E显卡的出货量。原生GPU在方案技术上是成功的，但在市场上并没有给ATI带来太多好处，反而是NVIDIA的桥接方案更加灵活。最终ATI还是转向了桥接路线，开发了自己的桥接芯片，放弃了AGP版本的GPU研发，所以后期有相当一部分X850 XT AGP显卡采用了原生PCI-E接口的R480核心搭配桥接芯片的方案，R481提前停产。此外，由于R423、R430（采用0.11微米制造工艺）和R480核心（采用0.13微米制造工艺）的性能十分接近，厂商可以任意选择一款来制造X800 GTO、X800 XL、X800 XT甚至X850 XT显卡。

除了通过屏蔽着色管线方式衍生出了一些12管线（X800 Pro和X800 GTO）和8管线的产品（X800 SE和X800 GT）外，X800系列显卡的核心大都拥有16条着色管线。而NVIDIA公司仅有GeForce 6800GT拥有16条着色管线。虽然ATI公司不遗余力地推出16管线的高端X800 XT或X850 XT，但是还是不敌NVIDIA公司的SLI技术。而NVIDIA公司采用的12条着色管线设计不及ATI的16条着色管线负责，使得良品率大大提高，从而在中端市场里占据很大优势，而NVIDIA公司针对高端市场推出的了下一代的7800系列产品更是让ATI措手不及！不过，X800系列显卡的性能与GeForce 6800系列显卡不相上下，并且在功耗控制方面ATI依然占据很大的优势。

Radeon X700

ATI将X800和X850系列显卡定位于高端市场，针对中端市场则推出了X700系列显卡（核心代号RV410）。RV410核心采用0.11微米的制造工艺，仅含有7500万个晶体管，拥有8条着色管线和多达6个顶点着色单元。相对于拥有8条着色管线和3个顶点着色单元的GeForce 6600显卡，多了一倍顶点着色单元的X700并没有明显优势。此外，还由于GeForce 6600支持SM3.0（即DirectX 9.0c中要求支持的特效之一），具有SLI和PureVideo等众多先进技术，吸引了众多中端用户。因此，GeForce 6600成为一带经典显卡，而X700显卡则显得普普通通。

对于低端市场，ATI公司则拿出了X600/X550和X300系列显卡来对抗NVIDIA公司的GeForce 6200显卡。X600/X550和X300系列显卡仅支持SM2.0，可以说是基于RADEON 9800架构的PCI-E接口产品。X600采用了0.13微米工艺制造的RV380核心，由于工艺较老很快就被0.11微米工艺的RV370核心所取代。X550和X300系列显卡就采用了RV370核心。PCI-E接口的X550显卡席卷了整个低端装机市场。虽然X550并没有RADEON 9550那么耀眼，但也算是一款经典的产品。