日立公司的开发一切顺利，其标志性的SuperH系列芯片已经获得了多个客户，现在公司已经准备好推出该系列的第四代产品。 他们的新产品将嵌入式功能与3D游戏的功能相结合。
作为SuperH系列处理器的早期使用者之一，世嘉理所应当地选择了日立的最新产品来为自家的新游戏机提供动力 因此，Dreamcast搭载了一个以高达200 MHz 运行的SH-4 CPU。 此外，这次为了让事情变得顺畅（译注：上一代土星是多cpu，带来了开发中的很大麻烦），将只采用一个更加齐备的CPU。
产品
话虽如此，这款新处理器有什么有趣的地方呢？
好的，首先来说，SH-4作为先前型号的超集，意味着它继承了SuperH系列的所有现有特性，包括32位RISC架构、五级流水线和16位指令集。 不过它也继承了控制危害。
SH-4芯片
最重要的是，作为下一代CPU，它首次推出了许多超出嵌入式应用程序范围的改进：
- 2路超标量流水线：一种新颖的并行技术，其中CPU可以在流水线的每个阶段处理多个指令（在本例中为两个）。 这使得每秒可以执行更多指令。
- 在幕后，CPU将两条指令分发到两个不同的（可用的）执行单元。 因此，除了一个非常小的组之外，所有指令都必须具有不同的类型（即分支、算术等）才能并行化。 否则，它们只能按顺序执行。 不管怎样，SH-4还展示了一个永远无法并行化的指令子集，因为它们包含太多依赖项而无法使其可并行。
- 8 KB指令高速缓存和16 KB数据高速缓存：这个比例相当奇怪，因为游戏机往往包含比数据高速缓存更多的指令高速缓存。 不过，SH-4允许将数据高速缓存分成两个部分：8 KB的Scratchpad（快速RAM）和8 KB的数据高速缓存。
特别工作
游戏机CPU的常见杂务包括处理游戏逻辑、运行敌方AI以及为GPU提供绘图任务。
您可以看到Dreamcast的GPU仅涵盖光栅化器的任务。 因此，CPU必须参与大多数图形管道。 这意味着CPU将处理大量几何数据（例如计算透视变换）。 现在，为了确保CPU能够承担这一角色，世嘉和日立合作将两个关键的附加功能整合到SH-4中。
第一个添加是专用的64位浮点单元（FPU）。 该组件计算符合IEEE-754标准的32位小数（所谓的"单精度"或"浮点数"）或64位小数（"双精度"或"双精度"类型）。 它的寄存器文件由32个32位寄存器组成，但它们也可以组合成不同的一组16个64位寄存器，这就是该单元能够双倍运行的原因。
如果这还不够，日立在FPU上向前迈进了一步，并采用了额外由八个128位寄存器组成的逻辑来形成另一个寄存器组。 在这其中，每个寄存器现在存储四个32位浮点数，或者换句话说，128位向量。 这种格式最适配图形化处理的相关操作。
为了充分利用新的向量，FPU包括乐操作它们的专门指令，当然也很像土星控制单元提供的那样，只不过行业现在更加标准化了。 这些新指令构成通常称为单指令多数据（SIMD），并且可以执行以下代数运算：
- 点积。
- 平方和。
- 矩阵乘法。
第二个添加是SH-4的外部总线，它现在是64位宽，使CPU能够同时传输32位键值对。 这是另一个改进用以增加这个CPU的整体性能。
内存和访问
Dreamcast包含16 MB的SDRAM，它使用100 MHz总线（CPU速度的一半）直接连接到CPU。
相对的，内存的数据总线只有32位宽。 这是否意味着CPU闪亮的64位总线被浪费了？ 并不是，因为RAM是使用两个8 MB存储体安装的。 因此，每个芯片都连接到CPU的一半总线。
内存图
为了访问这个内存，CPU包括一个专用的内存管理单元或"MMU"用于虚拟寻址，这是很有效的，因为这个CPU的物理内存地址空间恰好是29位宽。 此外，由于结合了四个地址变换高速缓存（TLB），程序员可以使用32位地址而不会受到性能损失。
现在，由于寻址只需要29位，额外的三位分别控制内存保护、交替内存映射和绕过缓存[]。
最终，由程序员决定是否使用这些功能。 这个系统的游戏确实不需要内存保护，并且MMU（内存管理单元）必须在启动时手动启用。
没有UMA，但是...
虽然该系统不像其他知名竞争对手那样围绕严格的统一内存架构（UMA）设计，但它确实将I/O访问委托给GPU。 这意味着，如果CPU必须获取超出其专用RAM或串行接口（已连接）的任何内容，它将不得不请求GPU并在必要时等待。
该CPU还具有称为并行I/O或"PIO"的独特功能，用于同时操作多个I/O位置。 世嘉连接了这些引脚，以便CPU可以操作GPU的视频模式（更多详细信息将在本文"图形"部分中解释）。
终局
即便在描述了所有这些优点之后，恐怕SuperH系列在其最后一位主要用户Dreamcast离开市场后，并没有取得显著的进步。 SH-4普及后，日立（或瑞萨电子，目前的所有者）无法复制同样的成功水准，考虑到嵌入式/手持设备市场此后一直青睐ARM（多亏了StrongARM），我认为瑞萨不会很快在任意近期继续日立的发明。
然而，对于计算这件事的好处是，技术进步往往会超越品牌和公司的界限。 例如，SH的压缩指令技术延续了ARM的Thumb mode（辅助16位ISA）。 此外，在2012年，一个志愿者驱动的项目开始生产与SuperH兼容的现代CPU，称为"J2"。