No cenário mais simples, a chamada parte DDX (Device Dependent X) do servidor X identificará seu driver de vídeo e usará chamadas ioctl para inicializá-lo, configurar o adaptador de vídeo e (geralmente) obter o endereço framebuffer. O framebuffer será então usado para renderização. Aqui é uma descrição muito mais detalhada do processo.
As coisas ficarão mais complicadas se alguns dos aplicativos decidirem usar XV ou GLX, mas no final toda a renderização em nível de hardware será feita pelos drivers do adaptador de vídeo e o servidor X nunca tentará acessar o hardware diretamente.