R4000
最初の150MHz版は1992年11月に発表した。当初は0.6μmプロセスで製造していた。1995年中ごろには250MHz版のサンプル出荷を開始。こちらは0.35μmプロセスで製造している。NECはまた、MR4401というマルチチップモジュール (MCM) を開発している。これはVR4400SCと1MビットSRAM10個を集積したもので、SRAMは1MBの二次キャッシュとなっている。このMCMはR4400PCとピン配置が同じになっていた(つまりR4x00PC用のシステム設計で二次キャッシュによる高速化が可能)。150MHz版が1994年に発表され、1995年には200MHz版が発表された。
東芝は TC86R4400 として発売。1994年中ごろに0.3μmプロセスで製造した200MHz版を発売した。1万個単位で購入した場合の価格は、R4400PCが1600ドル、R4400SCが1950ドル、R4400MCが2150ドルだった。
R4000の整数パイプラインは8段となっている。第1段 (IF) で実行すべき命令の仮想アドレスを生成し、TLBで仮想アドレスから物理アドレスへの変換を開始する。第2段 (IS) では変換が完了して8KBの命令キャッシュから命令をフェッチ(読み込み)する。この命令キャッシュはダイレクトマップ方式で仮想インデックス・物理タグ方式である。ラインサイズは16バイトまたは32バイト。アーキテクチャ上は32KBまで拡張可能になっている。
第3段 (RF) では命令が解釈され、レジスタファイルを読み込む。MIPS III ではレジスタファイルが2つ定義されており、1つは整数演算用、もう1つは浮動小数点演算用である。どちらも64ビット幅で32エントリある。整数レジスタファイルには2つの読み込みポートと1つの書き込みポートがあり、浮動小数点レジスタファイルには2つの読み込みポートと2つの書き込みポートがある。命令実行は第4段 (EX) から開始される。レジスタファイルへの書き込みは第8段 (WB) で行われる。