Die neue Radeon R9 380X basiert auf dem Tonga-Grafikchip, den es bisher nur in abgespeckter Form auf der Radeon R9 285 und deren Nachfolger Radeon R9 380 gegeben hat. Der neuen AMD Grafikkarte stehen jetzt erstmals alle 2.048 Shader- sowie 128 Textureinheiten zur Verfügung. Der Grafikchip taktet beim Referenzmodell mit 970 MHz. Beim Speicher setzt man auf 4 Gigabyte GDDR5 und ein 256 Bit breites Speicherinterface. Die Speicher-Taktfrequenz beträgt standardmäßig 2.850 MHz. Darüber hinaus unterstützt Tonga im Gegensatz zu Tahiti AMDs FreeSync und setzt auf einen deutlich moderneren Video-De- und Encoder.
FreeSync Bisher bestand die Herausforderung bei PC-Games darin, die von der GPU gelieferte Bildrate mit der Aktualisierungsrate des jeweiligen Monitors zu synchronisieren. Selbst mit der „v-sync-Technologie“ können Ruckeleffekte nicht immer ausgeglichen werden. Überdies kommen eine oft schlechtere Mausreaktion und eine geringere Bildrate hinzu. Die AMD FreeSync Technologie behebt diese Probleme und sorgt für ein ruckelfreies Gameplay.
TressFX Bei TressFX wird jedes einzelne Haar einzeln berechnet und mit Informationen über den Lichteinfall, die Verdeckung durch andere Haare sowie Anti-Aliasing ausgestattet. Im Gesamtbild soll so ein realistischeres Bild entstehen. In der Praxis funktioniert dies auch ganz gut, allerdings hatten AMD-Grafikkarten bei Release einen Vorteil: Grafikkarten der Graphics-Core-Next-Architektur haben erfahrungsgemäß mehr GPGPU-Leistung als das äquivalente NVIDIA-Pendant. Daher konnten AMD-Grafikkarten TressFX-Haare auch schneller berechnen. Später schob NVIDIA einige Treiber-Updates hinterher, die die Leistung für TressFX etwas optimierten.