De acordo com o iFixit.com , você pode atualizar a placa de vídeo para a mesma que estava no último modelo de 2011:
Se você estiver usando o modelo do iMac 27 "final de 2009 ou 2010 para jogos, convém atualizar sua placa gráfica para a série 6 do último modelo de 2011.
Por qualquer outro motivo, essa atualização não é recomendada, pois o ganho de energia é perceptível apenas nos jogos.
Como você precisa substituir a placa, é definitivamente um bom momento para observar uma atualização:
A série ATI Radeon 5xxx de 2010 também deve funcionar, mas é muito rara por algum motivo. Pelo preço e conveniência, eu aceitaria a série 6xxx se estivesse atualizando.
Se eu tivesse tempo de pesquisar e vasculhar bastante a web, tentaria obter o 6970 a um bom preço, mas não acho que gastaria o dinheiro extra na atualização de um computador tecnicamente com 7 anos de idade com uma placa gráfica com 5 anos de idade. Especialmente porque a atualização gráfica não seria perceptível a menos que eu estivesse jogando. E se fosse esse o caso, eu provavelmente teria um console ou um PC ... mas sou apenas eu.
O link do iFixit que forneci possui um excelente passo a passo sobre como substituir esta placa.