Мікропроцесор A5X оснащений двоядерним процесором ARM Cortex-A9 MPCore[4] з частотою 1 ГГц[7] і чотирядерним графічним процесоромPowerVR SGX543MP4[5] з тактовою частотою 250 МГц. Apple збільшила вдвічі розмір інтерфейсу пам'яті A5X в порівнянні з A5, в тому числі інтерфейс пам'яті підсистеми з чотирма 32-бітними контролерами пам'яті LP-DDR2.[5] Це було зроблено, щоб забезпечити достатню пропускну здатність для дуже високої кількості пікселів в дисплеї Retina.[5]
На відміну від A4 і A5, чип A5X покритий металевим теплорозподільником і не побудований за принципом package-on-package (PoP).[1] Розмір кремнієвого кристалу різко збільшився в порівнянні з A5 до 165 мм2, він в 3,1 рази більший, ніж площа кристалу (53,3 мм2) в A4.[2]