Tuning-Tips für den C128

Prolog

Mein letzte Beitrag in der Reihe Multiplattform-Programmierung, beschäftigte sich mit der eigentlich simplen Aussage „verwende anstatt FOR…NEXT lieber zeitgesteuerte Schleifen“. Das ganze artete dann aber zu einer Abhandlung über Geschwindigkeitsunterschiede bei Commodores 8-Bittern aus. Um mich nicht noch weiter zu verzetten, klammerte ich das Thema C128 mit 1,3 MHz, also die Möglichkeit im 40-Zeichenmodus im oberen und unteren Rahmen den Prozessor in den 2 MHz-Modus zu schalten, aus. Das erschien mir dann doch als etwas zu spezifisch und sollte später kurz in einem separaten Beitrag, zusammen mit anderen Möglichkeiten des „Tunig“ beim C128, abgehandelt werden.

Wider erwarten hat sich dieses Thema als noch komplexer erwiesen als vermutet und hat mich die letzten 14 Tage mit Recherche, Programmierung und Austesten beschäftigt. Und noch immer ist kein Ende in Sicht. Heute gibt es daher erstmal nur Vergleichsdaten zu den immer mal wieder empfohlenen Tuning-Methoden. Eine tiefergehende Analyse zum Thema „1,3 MHz“ wird später folgen.

Das Herz des Commodore 128: die CPU MOS 8502
Das Herz des Commodore 128: die CPU MOS 8502 (hier mit Anschlüssen zur SuperCPU)

Speed me up Scotty!

Als Nutzer eines Commodore 128 muss man es zähneknirschend akzeptieren, dass dieser Rechner im 40-Zeichen-Modus unter BASIC geschwindigkeitsmäßig gegen jeden C64 „abstinkt“. Da, wenn der VIC für die Bildschirmanzeige zuständig ist, nur eine Taktrate von 1 MHz gefahren werden kann. Die Gründe sind bekannt: Speicherbankumschaltung, komplexeres BASIC und komplexerer Interrupt für Grafik-, Sprite- und Audiofunktionen. All das fordert seinen Tribut und der ist mit „Taktzyklen“ zu bezahlen.

Um ein paar Prozent Geschwindigkeitssteigerung herauszukitzeln (oder auch nur ein paar Promille), gibt es drei mehr oder weniger allseits bekannte Tricks. Es handelt sich um einen sehr massiven und zwei kleinere Eingriffe in das Interrupt-Geschehen.

Ein paar Promille

Einen Hauch von Geschwindigkeitssteigerung erhält man, wenn man das Grafik-Flag manipuliert. Über die Speicherstelle $D8 (216) wird der jeweilige Grafikmodus definiert. Im Grunde mach der Befehl GRAPHIC nichts anderes, als hier einen, dem jeweils gewählten Grafikmodus entsprechenden Wert einzutragen. Die eigentliche Umschaltung zwischen Text- und Grafikmodus erfolgt dann in der Rastervergleichs-IRQ-Routine ($C194). Schreibt man nach der Wahl des gewünschten Grafikmodus mittels POKE216,255 den HEX-Wert $FF in den Speicher, wird ein Teil dieser Interruptroutine nicht ausgewertet.

Der Beschleunigungseffekt beträgt gut 0,4% oder eben 4 Promille. Wird der Befehl GRAPHIC erneut verwendet, überschreibt er diese Manipulation wieder. Man kann den Trick allerdings nicht mit einem Splitscreen-Grafikmodus (GRAPHIC 2 oder GRAPHIC 4) kombinieren, da der übersprungene Teil der Routine genau diese Funktion steuert.

Wenige Prozente

Etwas massiver und auch geringfügig lohnender ist die komplette Deaktivierung der Interruptsteuerroutine für Grafik und Ton ($A84D), auch BASIC-Interrupt genannt. Hier werden die Spritebewegungen gesteuert, Kollisionen und Photonengriffel (Light Pen) ausgewertet und die Befehle PLAY und SOUND abgearbeitet. Wer eigene SID-Abspielroutinen verwenden will, kommt um die Deaktivierung dieser Funktionen sowieso nicht herum. Das Abschalten erfolgt durch Löschen des zugehörigen Steuerbits (Bit 0) in der Speicherstelle $0A04 (2564). Da der Normalwert $C1 (193) ist, erledigt man das mit einem POKE2564,192.

Der Beschleunigungseffekt dieser Maßnahme beträgt etwa 2,7%. Es ist geradezu erschütternd! Die beiden Effekte sind gleichzeitig einsetzbar und summieren sich zu atemberaubenden 3,2%! Genug der Ironie. Wer wirkliche Beschleunigung sehen will, muss massiver werden.

Der Griff zum Hammer

Die in unserem Land wohl bekannteste Routine zur Beschleunigung findet sich im 64er-Sonderheft 22, Seite 51. Das Progrämmchen heißt „C128-FASTER“ und installiert einen Patch für die Interruptroutine, der im oberen und unteren Rahmenbereich des Bildschirms den 2 MHz-Modus aktiviert. Kleiner Nebeneffekt: durch die Veränderung der Interruptroutine sind Splitscreen-Grafikmodi nicht mehr möglich.

Der Beschleunigungseffekt durch“C128-FASTER“ beträgt 26%, was einer mittleren Taktrate von 1,35 MHz entspricht. Eine Kombination mit dem Promilletrick ist wirkungslos, da die Grafikmodeumschaltung in etwas abgespeckter Form jetzt Teil des Patchs geworden ist. Der Prozenttrick wirkt jedoch auch hier additiv. Der „Speedfaktor“ liegt dann bei fast 28%, was einer gefühlten Taktrate von 1,38 MHz entspricht.

Epilog

Tuning Methode Umsetzung Effekt Anmerkung
Raster-IRQ verkürzen POKE216,255 0,4 % Splitscreen-Grafik nicht mehr möglich
BASIC-Interrupt aus POKE2564,192 2,7 % Kein SPRITE, PLAY und SOUND
2 MHz im Rahmen an “C128-FASTER” 26 % Splitscreen-Grafik nicht mehr möglich

Mit der Beschleunigung im oberen und unteren Bildschirmrahmen auf 2 MHz erreicht der C128 unter BASIC (und im 40-Zeichen-Modus) eine Verarbeitungsgeschwindigkeit, die gerade mal so der des C64 entspricht. Allerdings ist nur BASIC so massiv von der Komplexität des C128 betroffen. Programme in Assembler, die eigene Interruptroutinen ein- und das BASIC-ROM ausblenden, können die Geschwindigkeitsvorteile des „1,3 MHz-Modus“ hingegen voll ausspielen.

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