To bude 0,065 mikronový čip, který bude přímo vycházet z R600. Zajímavé je, že kromě nového výrobního procesu bude obsahovat předělané vnitřní části. Tím se míní, že mikroarchitektura čipu bude pozměněna za účelem dosažení lepších výkonů. A to je také hlavní důvod, proč R650 vůbec vyvíjet a vyrábět. Jde o snahu posunout výkony zase trochu nahoru a překonat v současné době dominující GeForce 8. Hlavní změny by měly přinést zejména větší texturovací výkon, který je považován za slabinu u současného návrhu R600 a druhým důležitým cílem nového designu má být dosažení ještě vyšších pracovních frekvencí.
ATI to zcela pochopitelně považuje za nejsnazší cestu k vyšším výkonům, ale není řečeno, které části čipu by se za tímto účelem měly předělány. Jestli půjde o řadič nebo o shader/stream procesory. To je dosti důležité, protože v případě R650 má být frekvence jádra posunutá snad až někam na hranici 1000 MHz. Objektivně vzato, takové frekvence bude velmi těžké dosáhnout, i když se vše podaří udělat na 100 procent. Proč? Problematika je to dosti komplikovaná, tak tedy vycházejme z následujících předpokladů. Tak předně, R650 bude masivní, rozlehlý čip (stejně jako je R600) a i když se vezme v potaz zmíněná 65 nm výroba, pořád to bude pořádný macek. Jednoznačně také můžeme konstatovat, že použitím 65 nm výroby se na stejné frekvenci docílí menší energetické náročnosti. Otázka je, jestli to bude stačit, protože R600 má ztrátové teplo přes 200 Wattů a jiný výrobní proces může znamenat, že se některé části čipu stanou choulostivější na lokální přehřívání - a to právě z důvodu menší plochy jádra, která zároveň bude představovat menší plochu pro odvod tepla do chladiče.

Je to jeden z důvodů, proč se třeba při 25 procentní zmenšení plochy jádra a třeba 25 procentním snížení ztrátové energie, automaticky nemusí podařit dosáhnout o 25 procent vyšších pracovních frekvencí, ale třeba jenom o 15 procent vyšších. S určitým rozsahem pracovních frekvencí se musí počítat už od počátečních návrhů čipu a prostoru pro chybu je opravdu hodně. Pokud ale budeme trochu optimističtí, tak řečené nemusí být pravidlem. V minulosti se už objevily čipy nebo procesory, které bez vážných změn dosahovaly s novou výrobní technologií až zázračných výsledků. A R600 má určitý potenciál, protože se ze základní frekvence 750 MHz dá přetaktován až na 850 MHz. Frekvence 900 - 950 MHz u R650 se tedy nemusí jevit jako nereálná, obzvláště, pokud HD 2600 XT má pracovat na 800 MHz (bude uveden 30. června 2007) a ten ještě vychází z R600 a nemá žádné optimalizace pro vysoké frekvence.