Secondo Apple l'A9X a bordo di iPad Pro è 1,8 volte più potente e ha una GPU il doppio più veloce dell'A8X. Successive analisi hanno dimostrato che il chip ha un die da 147 mm2 prodotto solo da TSMC con processo a 16 nanometri FinFET.
All'interno del SoC ci sono core ARM personalizzati molto complessi (Twister) a 2,26 GHz, ma a colpire è l'area molto ampia occupata dalla GPU, una soluzione PowerVR 7 a 12 cluster progettata da Imagination Technologies. Il sottosistema di memoria LPDDR4 con bus a 128 bit è in grado di assicurare un bandwidth di 51 GB/s (il doppio dell'A9).
Un'altra sorpresa è l'assenza di cache L3. I precedenti SoC per tablet di Apple erano dotati di una cache di terzo livello, ma in questo caso Apple ha cambiato radicalmente il design. Secondo Anandtech l'assenza è dovuta al passaggio alle LPDDR4 che, unitamente il bandwidth più elevato, permette di non aver bisogno di una grande cache.