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• 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（後に200MHzと250MHz版が出ている）
• 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

アーキテクチャ

• R4000PC/R4400PC 二次キャッシュへのインターフェイスを削除してピン数を減らしたバージョン。
• R4000SC/R4400SC 二次キャッシュを接続可能なバージョン。
• R4000MC/R4400MC 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。

• branch likely 命令の追加。条件分岐命令では次の命令が必ず実行された上で分岐すべき状態ならば分岐していた。branch likely命令では分岐するときだけ次の命令を実行し、分岐しないときは実行しないという動作をする。これを使うと、分岐先を2命令先にしておけば、実質的に分岐で実行されるのは次の命令だけとなり、パイプラインを乱さずに条件付動作を実現できる。
• 浮動小数点演算では、平方根を求める命令が追加された。
• TLBは 48エントリと減っているが、1エントリで物理ページを2ページマップすることができるようになっている。したがって、実質的には96エントリに増えているとも言える。
• また、ページサイズが4Kバイト固定から、4K～16Mバイトまで可変となった。たとえばX Window Systemのサーバプロセスがフレームバッファを16MバイトのページでマップすることでTLBの浪費を防ぐことができる。

64ビット・アーキテクチャ

マルチプロセッサ対応

• まずLLAddrに格納されているアドレスとストアしようとしているアドレスが同じかどうかチェックする。違う場合は失敗したとしてストア元のレジスタに 0 を格納して終了する。
• 次に該当するキャッシュラインの状態をチェックする。これによって他のプロセッサがそのキャッシュラインに該当するメモリアドレスに書き込みを行ったかどうかがわかるので、もし書き込まれていたら失敗したと判断して、ストア元のレジスタに 0 を格納して終了する。
• 成功すれば、メモリに書き込みを行ってストア元のレジスタに 0 以外を書き込んで終了する。

バリエーション

• R4200、R4300i - 低価格/低消費電力版。二次キャッシュコントローラを持たない。NINTENDO64 は NEC製 VR4300 を使用。
• R4600、R4700 - Quantum Effect Devices (QED) の設計。二次キャッシュコントローラを持たない。UNIXマシン以外にシスコシステムズのルーターで使われた。
• R5000 - スーパースケーラ方式で2命令同時実行可能。二次キャッシュを接続可能。

関連項目

• MIPSアーキテクチャ
• R3000
• R10000

外部リンク

• MIPS R Series Documents（英語）
• Gavare's eXperimental Emulator（英語） MIPS 64ビット・アーキテクチャのエミュレータ。プラットフォーム全体をエミュレートするので、その上でOSを動作させることが可能。