Frekvenco de la procesoro estis 100 MHz, kio estis tre multe. Por plene ŝarĝi ĉenstablojn de funkcia bloko, havantaj tial altan frekvencon, en procesorkernon estis unuafoje enmuntitaj staploj I-cache kaj D-cache po 8 KB kaj konstrita eblo uzi eksteran staplon B-cache ĝis 1 MB. Pro uzo de internaj staploj kaj plenumo de 64-bit-aj instrukcioj, R4000 havis 1.35 mln transistorojn kaj ĝia areo estis 213 mm2, kio altigis ĝian prezon kompare kun procesoroj R2000 kaj R3000. Longeco de entjera ĉenstablo atingis 8 stadiojn (tiutempe tre longe). La procesoro estis fabrikata laŭ 800-nm teknologio kaj havis maksimuman varmoradiadon 15 W.