Het hart van de Nintendo 64 is de NEC MIPS R4300i processor. De processor kan zowel in een 32bit en 64bit mode opereren en bevat een "64bit integer data execution unit (gedeelte van de CPU die de berekeningen uitvoert waar het spel om vraagt)" en een "64bit floating point unit (om operaties met floating point nummers uit te voeren, dit zijn wiskunde berekeningen)".
De Chip heeft ook twee 64mbit "caches": Een 16k instruction cache en een 8k data cache. Een cache wordt gebruikt om de tijd die nodig is om memory te laden te verminderen. De caches zorgen er voor dat de CPU 20% beter presteert. De memory wordt beheerd door de RCP (kom ik in een ander artikel op terug).
De R4300i die in de Nintendo 64 werd gebruikt is 93.75Mhz, langzamer dan het originele 100Mhz design, maar wel sneller dan elke andere console die op dat moment op de markt was.
