Trka veterana: Spectrum, C64 i Galaksija
Računar Galaksiju danas vidimo kao značajan deo domaće IT istorije, kao prvi uspešan i masovno prihvaćen domaći kućni i školski računar, pa čak i kao fenomen popularne kulture osamdesetih godina prošlog veka. Kako je on izgledao u poređenju sa tadašnjim kućnim računarima? Uporedićemo Galaksiju sa tada najpopularnijim kućnim modelima – Commodore 64 i ZX Spectrum
Nemanja Milutinović
U vreme kada se 1984. pojavio računar Galaksija, na domaće tržište su sigurnim koracima stupala i dva kućna računara koja će obeležiti naredne godine i podeliti korisnike na dva nepomirljiva tabora: Commodore 64 i Sinclair ZX Spectrum. Njihov put do domaćih kupaca nije bio lak. Uvoz računara u Jugoslaviju je u to vreme bio otežan brojnim birokratskim preprekama: do sredine 1984. je praktično bio zabranjen, da bi se tada, ublažavanjem carinskih propisa, dozvolio uvoz nekih jeftinijih modela (poput ZX Spectrum-a), ali uz plaćanje visoke carine. Zato su na tržištu, i pre i posle liberalizacije carinskih propisa, dominirali švercovani računari koji su kroz male oglase i slične “sive” kanale nekako nalazili put do kupaca.
U tom ambijentu se početkom 1984. pojavila originalna Galaksija i to je bio trenutak kada su Jugosloveni dobili priliku da potpuno legalno dođu do kućnog računara. Desetak hiljada ljudi je tu priliku iskoristilo i bilo zadovoljno svojim izborom, ali nije bio ni mali broj onih koji su tvrdili da su karakteristike Galaksije previše skromne, da je spora i da je nepotrebno truditi se oko sastavljanja računara kada se na oglasima, istina za više novca, mogu naći ZX Spectrum ili Commodore 64. Ko je bio u pravu?
Samogradnja protiv industrije
Da bi se ove platforme ispravno uporedile, potrebno je imati u vidu da su Commodore 64 i ZX Spectrum industrijski proizvodi, razvijeni od strane zapadnih kompanija koje su u tom trenutku već imale više uspešno razvijenih računara, čitave inženjerske timove koji su razvijali pojedinačne podsisteme i mogle su da projektuju specijalizovane čipove za podršku zahtevnim funkcijama kao što su video i audio. Galaksija je, s druge strane, zamišljena kao samogradnja, njen celokupni razvoj je delo jednog čoveka, Voje Antonića, i cilj pri njenom dizajnu je bio da bude jednostavna i pristupačna, sastavljena isključivo od standardnih i lako dostupnih komponenti. Zbog toga nije dolazila u obzir ni upotreba postojećih, a naročito ne razvoj novih specijalizovanih čipova. Zato se u Galaksiji, u odsustvu za tu svrhu specijalizovanog čipa, posao generisanja slike na ekranu obavlja softverski. Centralni procesor mora da prekine rad na korisničkim i sistemskim programima da bi iscrtao ekran i to značajno utiče na performanse računara.
Izazovi softverski generisanog videa
Svakih 20 milisekundi Galaksija pokreće video rutinu koja iscrta jedan frejm (ukupno 50 frejmova u sekundi, kako PAL video standard predviđa) i čije izvršavanje traje oko 14 ms, što ostavlja oko 6 ms, ili oko 30% vremena, za sav ostali rad, odnosno izvršavanje korisničkih i sistemskih programa. Jednostavnije rečeno, Galaksija, zbog odsustva zasebnog video hardvera, radi 3-3.5 puta sporije nego što bi mogla kada bi takav hardver imala. Zato na Galaksiji postoji mogućnost da se, kada su potrebne najveće performanse, na vrlo jednostavan način pokretanje video rutine privremeno onemogući – tada se ne iscrtava sadržaj ekrana, ekran je zamračen, a procesor 100% svog vremena troši na izvršavanje korisničkih i sistemskih programa, pa se oni izvršavaju višestruko brže. Ipak, i za to vreme se može pisati u video memoriju, tako da se na ekranu, kada se video rutina ponovo uključi, može videti rezultat rada programa.
Spectrum i C64 imaju ugrađen zaseban i namenski projektovan video hardver, pa kod njih centralni procesor nije opterećen generisanjem video signala.
Video podsistem na C64 samo u retkim situacijama dovodi procesor u stanje čekanja, pa isključivanje generisanja video signala na C64 daje zanemarljivo poboljšanje performansi. Autoru ovog teksta nije poznato da Spectrum uopšte ima mogućnost da se generisanje video signala isključi. Može se pretpostaviti da bi, čak i u slučaju da ta mogućnost postoji, uticaj na performanse bio zanemarljiv, kao i kod C64. Zato je za sveobuhvatno poređenje performansi Galaksije s performansama drugih računara potrebno prikazati njene rezultate sa generisanjem video-signala i bez njega.
Poređenje hardvera
Galaksija i Spectrum su zasnovani na istom procesoru: Z80A, koji na Spectrum-u radi na nešto višem taktu – 3.5 naspram 3 MHz. Centralni procesor C64 je MOS Technology 6510 koji radi na taktu od 1 MHz. Arhitektura procesora 6510 omogućava mu da, u proseku, izvršava više instrukcija po taktu od Z80, tako da razliku u radnom taktu ne treba uzimati kao osnov za poređenje performansi.
Kapacitet RAM memorije Galaksije u osnovnim konfiguracijama bio je 4 KB ili 6 KB, a mogao se širiti do 54 KB. Spectrum se prodavao sa 16 ili 48 KB RAM, a C64 sa 64 KB. Pri poređenju kapaciteta RAM memorije u ovim računarima treba uzeti u obzir specifičnosti svakog od njih. Pošto Galaksija ne podržava grafiku visoke rezolucije, njoj je za rad potrebno manje memorije nego C64 ili Spectrum-u – ilustracije radi, tipične igre pisane na mašinskom jeziku (Galaktički rat, Dijamantski rudnik, Jumping Jack, Tetris…) zauzimaju 2-3 KB RAM-a. Da bi se memorija dodatno uštedela, Galaksija dozvoljava i da se svaka BASIC komanda u programu skrati na početno slovo s tačkom na kraju.
Treba znati da celokupni kapacitet RAM memorije nije na raspolaganju korisniku. Na Galaksiji je za sistemske potrebe rezervisano oko 1 KB RAM-a, a na Spectrum-u oko 7.5 KB. Na C64 je od 64 KB za BASIC programe na raspolaganju bilo oko 39 KB, a više od toga se moglo koristiti samo u mašinskim programima.
Hardverski dodaci poput disketnih jedinica, štampača, džojstika su, prirodno, bili mnogo brojniji i raznovrsniji za Spectrum i C64 nego za Galaksiju. Nijedan od ovih računara nije ni bio namenjen poslovnim korisnicima kojima su disk jedinice i štampači najviše potrebni. Oni su tada koristili druge, naprednije, modele računara. Na kućnim modelima su masovno korišćene jedino palice za igru.
Programiranje i softverska podrška
Sva tri računara su imala ugrađeni BASIC interpreter a postojali su i razvijeni asembler programi za programiranje u mašinskom jeziku, što ih je činilo pogodnim za programiranje na ovim jezicima.
U ovoj oblasti je Spectrum ipak imao neka ograničenja: njegova membranska tastatura sa gumenim tasterima ima vrlo skromne mehaničke karakteristike i neprijatna je za duži rad. Editor mu je prilično nepregledan jer se program unosi samo u zadnje redove na ekranu, a službene reči se unose prečicama na tastaturi umesto kucanjem slovo po slovo. Ova rešenja se nisu koristila na velikoj većini drugih računara, pa je korisnicima koji su radili i na drugim platformama moralo biti prilično teško da se stalno prebacuju na drugačiju logiku rada.
C64 je, kao i Galaksija, imao kvalitetnu tastaturu, ali i napredni ekranski editor koji ne zahteva da se izdaje posebna komanda za izmenu linije u programu – dovoljno je pozicionirati kursor na liniju koju treba prepraviti i iskucati novi tekst preko prethodnog (da bi se ispravio program na Galaksiji, mora se izdati komanda EDIT za konkretnu liniju BASIC programa, pa tek onda raditi ispravka, samo u toj liniji).
Slabost C64 je bila u tome što su grafika i zvuk bili slabo podržani u osnovnom BASIC-u: u odsustvu namenskih BASIC instrukcija, praktično sve operacije sa grafikom i zvukom morale su se obavljati direktnim upisom u kontrolne memorijske lokacije naredbom POKE. Mnogo bolju podršku grafici i zvuku donosile su proširene verzije BASIC-a (recimo vrlo popularni Simon’s BASIC).
Treba reći i da se broj napisanih programa za ZX Spectrum i C64 meri desetinama hiljada, dok je za Galaksiju napisano nekoliko stotina programa, pa je samim tim upotrebljivost ovih računara bila veća. Jedna domaća samogradnja se po ovom kriterijumu, naravno, nije mogla meriti s modelima koji su tada bili među najpopularnijim na svetu.
Igre i grafika
Kada su u pitanju igre i grafičke primene, Galaksija nije mogla da ponudi mnogo. C64 i Spectrum su računari sa podrškom za visoku rezoluciju i prikaz u boji: C64 je podržavao 320*200 tačaka na ekranu i 16 boja, a Spectrum 256*192 tačke i 15 boja. Oba računara su imala mogućnost generisanja zvuka, mada je on na Spectrum-u bio dosta skromniji nego na C64. Galaksija nema podršku za generisanje zvuka, a umesto grafike visoke rezolucije postoji samo 64*48 blok-grafika.
Vešti programeri su iz Galaksije izvlačili maksimum i napravili zabavne igre, ali vizuelni utisak je neminovno bio dosta bolji na Spectrum-u ili C64. U igrama, naravno, nije bilo moguće isključivati ekran, računar je morao da radi u sporijem režimu rada, i to je ograničavalo kompleksnost, pre svega akcionih, igara. Slika s varijantama popularne igre Space Invaders za sva tri računara ilustruje njihove grafičke mogućnosti.
Monohromatsku grafiku visoke rezolucije od 256*208 tačaka i podršku za generisanje zvuka, Galaksija je dobila modifikacijom Nenada Dunjića i Milana Tadića iz 1985. nazvanom Galaksija plus, ali ona nije bila šire prihvaćena na tržištu i o njoj ovde neće biti reči.
Koliko je šta koštalo?
S vremenske distance od 40 godina cene ovih računara mogu se samo grubo uporediti. Precizno poređenje je teško izvodljivo iz mnogo razloga: cena je zavisila od trenutka i načina nabavke, varijacija deviznog kursa, inflacije, ograničenja pri uvozu (delimična liberalizacija uvoza stupila je na snagu sredinom 1984. godine). Zato sve navedene cene treba uzeti s dozom rezerve.
Danas je podatke o tadašnjim cenama C64 i ZX Spectrum-a najlakše pronaći u skeniranim engleskim časopisima iz tog perioda koji se mogu naći online, pa će zato poređenje cena biti obavljeno u britanskim funtama, iako je kod nas u to vreme mnogo više u upotrebi bila nemačka marka.
Početkom 1984. u oglasima u engleskim časopisima, osnovni model Spectrum-a sa 16 KB RAM-a nuđen je za oko 100 funti, a verzija sa 48 KB RAM-a bila je oko 30 funti skuplja. C64 (sa 64 KB RAM-a) oglašavan je za 220 do 250 funti. Ko je mogao da nekako donese računar iz inostranstva, a pritom bio i dovoljno vešt da ne plati carinu, verovatno je plaćao otprilike toliko. Ko nije, plaćao je profitnu maržu švercerima, za koju je malo verovatno da je bila manja od barem 50 odsto, pa je Spectrum na domaćem “sivom” tržištu teško mogao biti jeftiniji od 150 (16 KB RAM) odnosno 200 (48 KB RAM), a C64 od 300-350 funti. Pošto nije postojalo formirano tržište sa stabilizovanim cenama, cene su mogle znatno da variraju i verovatno su realno bile više od navedenih.
Važno je napomenuti i da je ekonomičnost Spectrum-a delom postignuta korišćenjem membranske tastature s gumenim tasterima koja je znatno lošijeg kvaliteta i mnogo neudobnija za rad od profesionalnih tastatura kakve su imali Galaksija i C64. U engleskim časopisima iz tog perioda su se kvalitetne eksterne tastature za Spectrum reklamirale čak i po ceni od 45 funti.
Prema napisima iz časopisa Galaksija i Računari iz tog perioda, može se proceniti da je okvirna cena kompleta za samogradnju konfiguracije Galaksije sa 6 KB RAM na početku akcije, u januaru 1984, bila oko 70 funti (dinarske cene su konvertovane u funte po tadašnjem kursu radi poređenja), ali je mogla biti i za dvadesetak funti veća u slučaju kada se uvozni paket čipova carinio po punoj stopi (u carinskoj praksi se često dešavalo i da se ovakvi mali paketi uopšte ne carine). Fabrička varijanta Galaksije bila je otprilike duplo skuplja. Nažalost, već u drugoj polovini februara 1984. značajno poskupljuju neki od uvoznih čipova pa tako cena kompleta za samogradnju raste za dvadesetak funti, plus desetak funti eventualnih dodatnih carinskih troškova. Ipak, mnoge Galaksije bile su poručene pre skoka cena – u časopisu Galaksija iz februara 1984. može se naći podatak da je samo u prvih desetak dana januara stiglo preko 1600 zahteva za poručivanje kompleta za samogradnju.
Bank of England na svom sajtu ima stranicu Inflation Calculator, gde računaju koliko neka cena iz prošlosti predstavlja današnjeg novca. Tamo možete da saznate da 70 funti iz januara 1984. godine vredi otprilike 220 današnjih funti. Računajući trenutni kurs evra u odnosu na britansku funtu, to bi iznosilo oko 260 evra – toliko danas približno koštaju osnovni modeli modernih laptop računara.
Predstavljanje takmičara
Poređenje performansi nije obavljeno na originalnim računarima, već na njihovim modernizovanim verzijama ili emulatorima, za koje se smatra da imaju praktično identične performanse kao originali.
Performanse Galaksije testirane su na računaru koji je izrađen po projektu samogradnje iz 2024. Budući da se u novom projektu samogradnje koriste praktično identični čipovi, sistemski softver i BASIC interpreter (proširenja namenjena podršci za nove funkcije, poput rada sa flash / EEPROM memorijom, ne utiču na performanse) i ista šema povezivanja kao kod originalnog računara, njegove performanse su ostale nepromenjene u odnosu na original.
Za testiranje performansi C64 i ZX Spectrum-a korišćeni su uređaji THEC64 i The Spectrum proizvođača Retro Games Ltd (retrogames.biz), a rezultati su dodatno verifikovani na emulatorima ovih računara za PC ili Android. Rezultati THE C64 i The Spectrum su uglavnom bili identični kao na emulatorima – jedino odstupanje primećeno je u brzini računanja korena na Spectrum-u (The Spectrum je bio brži od emulatora), ali pošto su svi isprobani emulatori dali identične performanse, to odstupanje je odbačeno kao anomalija.
THEC64 i The Spectrum su moderne replike Commodore-a 64 i ZX Spectrum-а koje su kompatibilne sa svim originalnim softverom i smeštene u fizički praktično identična kućišta kao originalni računari, ali osavremenjene tako da imaju HDMI video-izlaz, a za smeštanje programa koriste USB flash memoriju umesto kasete. Iako je ideja slična Galaksiji 2024 – računar veran originalu, samo osavremenjen, realizacija je drugačija. Dok je Galaksija 2024 napravljena od praktično istih čipova kao original iz 1984 (još jedna sjajna osobina Galaksije, korišćeni su samo osnovni čipovi koji su ostali raspoloživi i nakon 40 godina), u THEC64 i The Spectrum se nalazi moderan hardver na kome se izvršavaju emulatori originalnih računara.
Cilj ovog testiranja nije bio da se precizno izmere i uporede performanse, jer taj podatak danas i nije važan: verovatno ne postoji čitalac koji će na osnovu ovog testa odlučivati koji od ovih računara da nabavi, već da se odgovori na pitanje koliko su performanse jedne domaće samogradnje bile konkurentne tada aktuelnim industrijski proizvedenim računarima, od kojih se jedan (C64) čak smatra najprodavanijim kućnim računarom ikada.
Kako smo testirali
Testiranje je obavljeno kratkim BASIC programima. Većina korisnika je tada zaista i radila u BASIC-u, tako da je to poređenje relevantnije a i zanimljivije, jer se tako ne testira samo kvalitet hardvera, već i sistemskog softvera i BASIC interpretera računara, što ne bi bio slučaj da su testirani mašinski programi.
Najjednostavniji među test-programima samo “izvrti” jednu praznu petlju do 10000, naredni u petlji ispisuje 500 karaktera jedan za drugim na ekranu. Dva programa rade sa celim brojevima (jedan u petlji računa zbir brojeva od 1 do 1000, a drugi obavlja 1000 celobrojnih množenja tako što se brojevi od 1 do 1000 množe konstantom 17), a dva programa sa realnim brojevima (vade kvadratne korene i računaju prirodne logaritme brojeva od 1 do 500). Poslednji i vremenski najzahtevniji program nalazi proste brojeve manje od 1000. U tabeli je dat izvorni kod svih test programa sa sintaksom Galaksije (na druge dve platforme razlike u sintaksi su minimalne).
Galaksija i C64 testirani su u dve varijante, sa generisanjem sadržaja ekrana i bez njega (autoru teksta nije poznato da ZX Spectrum ima mogućnost njegovog isključenja). Na Galaksiji je iscrtavanje ekrana isključivano i uključivano na standardan način (PRINT USR(14) / USR (22)), dok je na C64 to rađeno resetovanjem, odnosno setovanjem bita 4 (Display Enable) na lokaciji $D011 (53265).
A pobednik je…
Rezultati testiranja predstavljeni su tabelarno i grafički. Na grafikonu su performanse Galaksije sa uključenim videom uzete kao referentne (indeks 1), a rezultati Galaksije bez videa, Spectrum-a, kao i C64 s videom i bez videa, dati su kao indeksi ubrzanja u odnosu na nju. Na performanse Galaksije značajno je uticalo to da li se tokom rada programa iscrtava ekran ili ne (očekivano, razlika u brzini je otprilike trostruka), dok je na C64 taj uticaj bio minimalan.
Pored rezultata pojedinačnih testova, naveden je i ukupan rezultat koji predstavlja njihov prosek. Funkcije za nalaženje kvadratnog korena i logaritma na Spectrum-u i C64 davale su rezultate s više izračunatih decimalnih mesta nego Galaksija, ali zbog odsustva podataka o tačnosti korišćenih algoritama, a i zbog toga što je tačnost Galaksije za većinu kućnih korisnika svakako bila više nego dovoljna, ta razlika je ignorisana, i posmatrana je samo brzina izvršavanja BASIC programa.
Galaksija bez generisanja videa se na testovima pokazala u proseku oko 10 odsto bržom od Spectrum-a (čiji procesor radi na višem taktu), a C64 oko 75 odsto bržim od nje.
Sve u svemu…
Sagledavši sve navedeno, moglo bi se reći da je svaki od tri računara imao svoju ciljnu grupu. Sa Galaksijom se za najmanje novca dobijao računar na kome se može učiti programiranje, raditi proračuni koji ne zahtevaju maksimalnu preciznost, i koji uz minimalan gubitak u komforu (vezan za isključivanje/uključivanje prikaza ekrana) daje vrlo konkurentne performanse, naročito u odnosu na uloženi novac. Računar je u celini bio komforan za rad, s kvalitetnom tastaturom i preglednim editorom. S druge strane, nemogućnost generisanja zvuka, odsustvo podrške za prikaz boja i grafike visoke rezolucije činili su ga pogodnim samo za elementarne igre.
Spectrum je, za nešto više novca, donosio podršku za grafiku visoke rezolucije u boji i bazični zvuk, ali je imao tastaturu vrlo skromnih mehaničkih karakteristika neprijatnu za duži rad, prilično nepregledan editor u kome se program unosi samo u zadnje redove na ekranu, te neugodan način unosa službenih reči prečicama na tastaturi umesto kucanjem slovo po slovo. Moglo bi se reći da je Spectrum bio odličan izbor za korisnike koji su prevashodno želeli da igraju igre i imali ograničen budžet, ali da za programiranje, i pored dobrog BASIC interpretera, nije bio idealno rešenje.
C64, uz višu cenu, prevazilazi navedena ograničenja Galaksije i Spectrum-a: ima najbolje performanse, najbolju grafiku i zvuk i najbolji editor.
Ukupni rezultat koji Galaksija postiže u ovom poređenju vredan je poštovanja. Jedan domaći projekat samogradnje je, u određenim segmentima primene, i u tehničkom i u ekonomskom smislu bio kredibilna alternativa vodećim svetskim komercijalnim rešenjima iz svog vremena.
Galaksija donosi i neke prednosti koje se ne mogu izraziti brojevima. Jedna od njih je njena edukativna vrednost: vrlo elegantna arhitektura, koja pored procesora i memorije koristi samo bazična i lako razumljiva integrisana kola uz javno raspoloživu električnu šemu i izvorni kod ROM-a, omogućavaju da se uz ulaganje izvesnog (ali ne preteranog) truda i vremena, razumeju principi funkcionisanja celog računara, “do poslednjeg čipa”. Pristup tastaturi, generisanje video-signala i karaktera na ekranu… sve se na šemi Galaksije vidi kao na dlanu. Verovatno nijedna druga arhitektura ne može tako jasno i slikovito da odgovori na pitanje kako zapravo radi računar.
Konačno, Galaksija napravljena sopstvenim rukama, svom vlasniku je ostajala najličniji među svim ličnim računarima koje je imao. Zadovoljstvo poput onog kada se na ekranu, nakon svog uloženog truda, konačno pojavilo prvo READY, nisu mogli da pruže novcem kupljeni megaherci i kilobajti, kao što ni gigaherci i terabajti to ne mogu danas.
