R4000
↑ "MIPS To Show Off Three R4000 RISC Chips This Week".
↑ "MIPS And Its Partners Launch The 64-Bit R4000 RISC".
↑ SuperASCII 1991年8月号, p. 37.
↑ MIPS R4000 Microprocessor User's Manual, Second Edition, p. 152.
↑ Heinrich, "MIPS R4000 Microprocessor User's Manual", p. 248.
↑ Mirapuri, "The Mips R4000 Processor", p. 10.
↑ Mirapuri, "The Mips R4000 Processor", p. 21.
↑ "NEC VR4400 Clock-Doubling RISC Has 2m Transistors".
R4000PCのパッケージは179ピンのCPGA (ceramic pin grid array) である。R4000SC/MCは447ピンのSPGA (staggered pin grid array) である。R4000MCのピン配置とR4000SCのピン配置は異なり、R4000SCでは使われていないピンがR4000MCではキャッシュコヒーレンシの実装に使われている。R4000PCのピン配置は同じPGAパッケージのR4200やR4600とほぼ同じである。そのためこの3種のマイクロプロセッサを使ったシステムは設計を共通化しやすい。
R4000のシステムバスは64ビット幅で、SysADバスと呼ばれる。SysADバスはアドレスとデータを多重化しており、同じ線をアドレス転送とデータ転送で共用する。そのため帯域幅が狭くなるが、アドレスとデータに別々のバスを用意するより安価で構築でき、システムの複雑さも低減できる。SysADバスの駆動周波数はプロセッサの内部周波数の半分、3分の1、4分の1のいずれかに設定可能である。SysADバスはシステムクロックを分周することで駆動クロックを生成する。
R3000に比較して、以下のような強化がなされている。
FPUを内蔵
64ビット対応のレジスタセットと命令セット
8段のパイプラインで、システムクロックの倍のクロックで動作する(スーパーパイプラインと呼称)。
動作周波数(内部)は100MHzと150MHz
二次キャッシュメモリをサポート(最大 4Mバイト)
マルチプロセッサ対応の命令とキャッシュ
R4000はバリエーションとして以下のものがある。
R4000PC 二次キャッシュへのインタフェースを削除してピン数を減らしたバージョン。
R4000SC 二次キャッシュを接続可能なバージョン。
R4000MC 二次キャッシュ・インタフェースに加えてマルチプロセッサ対応インターフェイスを備えたバージョン。
ただし、内蔵キャッシュは命令 8Kバイト、データ 8Kバイトであり、R3000よりも小さくなっている。ほとんど間をおかずに内蔵キャッシュ容量を倍増したR4400をリリースしている。 スーパーパイプラインの割りには動作周波数が低く、スーパースカラも採用していないため、他社CPUに遅れをとるようになった。これは自社工場を持たず、設計と製造が分離されたことによるオーバーヘッドによるものと見るものもある。 その後、R10000などにより、第一線級CPUファミリーへの復帰を図ったが、ある程度先端的なラインと製造技術を要求するため、製造できるメーカが限られる結果となり、競争力をさらに低下させる遠因ともなった。
とは言うものの、R4000/R4400はワークステーションやサーバに広く使われた。また、派生品の R4100、R4300、R4600などは組み込みシステムで多く使われている。