Was ist eine PAK?
Die PAK68/3 ist eine ProzessorAustauschKarte für einen 68000er Prozessor. Der Zusatz /3 deutet an, daß die PAK68 oder auch nur kurz PAK genannt, bereits in der 3. Generation vorliegt. Dabei ist die Karte von ihrem Design und Layout her dazu gedacht, den Prozessor in einem Atari ST oder MegaST zu ersetzen. Für die 'E'-Modelle, also STE und MegaSTE, ist ein Adapter nötig, da hier eine andere Bauform der CPU (engl. CentralProcessingUnit, also Prozessor) verwendet wurde.

Die PAK68 ist nicht geeignet, den Prozessor eines anderen Atari-Computersystems, also TT oder Falcon, zu ersetzen, da diese Rechner nicht auf 68000er Basis arbeiten.
Wozu ist das gut?
Die PAK68/3 ist wahrscheinlich der schnellste und am weitesten verbreitete Beschleuniger für 68000-basierte Systeme. Hinzu kommt, daß die PAK ein öffentliches Projekt ist (zuerst im c't-Magazin veröffentlicht), das bis heute vom Entwickler Holger Zimmermann betreut und gepflegt wird.

Die umfangreichen Möglichkeiten, die eine PAK68/3 mit wiederum ihren Erweiterungen bietet, sowie die Zuverlässigkeit im Betrieb geben den etwas aus der Mode gekommenen Atari-Systemen wieder frischen Wind. Auch wenn man mit der PAK nicht in die 'Megahertz-Höhenflüge' heutiger Technik abhebt, so bietet dieser Beschleuniger dem Atari-Begeisterten der ersten Stunde wieder etwas Freude am System.
Die PAK auf einen Blick
Hier die Fähigkeiten der PAK68/3 in Kurzform:
  • 68030 Prozessor, 32 Bit, Instruction- und Data-Cache on Chip, PMMU
  • 68881/882 FPU (optional)
  • 32KB Second-Level-Cache (optional)
  • 32-50 MHz Taktfrequenz
  • EPROMs mit einem angepaßten TOS 3.06 auf der PAK (optional)
  • Umschaltmöglichkeit auf die 68000er CPU (optional)
  • Hohe Kompatibilität zu den Atari-Mainboards und anderer Hardware durch ein sauberes Businterface (die PAK läuft sogar in 68000er basierten MacIntosh-Systemen!)
Durch die FRAK/2 besteht auch die Möglichkeit, bis zu 64MB TT-RAM-kompatibles Fast-RAM nachzurüsten.
Was bringt's?
Die Leistung der PAK68/3 hängt natürlich von ihrer Ausbaustufe und der Bildschirmauflösung sowie von der Verfügbarkeit von Fast-RAM ab. Exakte Angaben über den Beschleunigungsfaktor sind daher immer ungenau. Ein höherer Bustakt bringt noch einmal zusätzlichen Geschwindigkeitsgewinn, da die PAK nicht so viel der wertvollen gewonnenen Zeit damit vertrödelt, auf ein Zugriffsfenster ins Mainboard zu warten.

Eine Grafikkarte ist eine große Arbeitserleichterung, da man durch die höhere Auflösung gleichzeitig mehr sieht. Leider bedeutet das aber auch einen größeren Bildschirmspeicher (immerhin 768KB bei 1024x768 Pixeln in 256 Farben gegenüber 32KB bei ST-Hoch). Die größere Datenmenge hat natürlich eine Geschwindigkeitseinbuße zur Folge, so daß bei Einsatz einer Grafikkarte eine PAK die ideale Ergänzung darstellt.

Um die reine Prozessleistung eines Systems zu testen, ist der Dhrystone-Test relativ gut geeignet. Deshalb hier einige Testergebnisse, um einen Überblick über die Leistungssteigerung zu bekommen:

System Fast-RAM ST-Bustakt Dhrystones relativer Faktor
Standard ST --- 8 MHz 1.057 1,0
Standard ST --- 12 MHz 1.594 1,5
PAK68/3, 32 MHz Nein 8 MHz 3.676 3,5
PAK68/3, 50 MHz Nein 8 MHz 4.535 4,3
PAK68/3, 50 MHz Nein 12 MHz 5.698 5,4
PAK68/3, 50 MHz Ja, kein Burstmode 8 MHz 8.968 8,5
PAK68/3, 50 MHz Ja, FPM-Burstmode 8 MHz 9.259 8,8
PAK68/3, 50 MHz Ja, EDO-Burstmode 8 MHz 10.050 9,5
PAK68/3, 50 MHz Ja, EDO-Burstmode 12 MHz 10.152 9,6
Athlon/MagicPC, 1.400/133 MHz SDRAM Emulation 104.912 99,3
Dhrystone-Testergebnisse / Vergleich
Die Rechenleistung läßt sich weiterhin durch effizientere Betriebssystemteile (z.B. NVDI von Behne&Behne) oder durch ein vollständiges Ersetzen des Betriebssystems TOS, z.B. durch Magic Atari (erhältlich bei Application Systems Heidelberg), das dann auch noch Multitasking bietet, verbessern. Generell kann man sagen, daß die verschiedenen Benchmark-Testprogramme nur ungefähre Angaben über die Geschwindigkeitssteigerung liefern (das gilt also auch für den oben angegebenen Dhrystone-Test). Um einen Effekt im täglichen Arbeiten festhalten zu können, hilft nur, eine zeitintensive Aufgabe jeweils mit Stoppuhr zu beurteilen.

Die letzte Zeile gehört zwar eigentlich nicht hier hin, soll aber den Bezug zur aktuellen Technik herstellen. Wie man sieht, ist ein 'Standard-Atari' heute praktisch 100mal langsamer als seine Emulation auf einem aktuellen Rechnersystem. Damit denke ich, hat der Atari endgültig seinen 'Platz in der Vitrine' verdient.
Kompatibilität
Die Kompatibilität zur Software, gerade alter, ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl einer Beschleunigerkarte. Die PAK verwendet einen 68030-Prozessor wie im Atari TT, so daß normalerweise TT-lauffähige Software auch mit der PAK zurechtkommt, solange keine TT spezifischen Hardwarefunktionen gebraucht werden. Zum Glück ist der Trend bei der Softwareerstellung im Laufe der Zeit deutlich in Richtung Hardwareunabhängigkeit ausgerichtet worden, so daß Probleme mit aktueller Software nicht zu erwarten sind. Saubere GEM-Programme, wie zum Beispiel CALAMUS, CAT, TEXEL, Papyrus, um nur einige zu nennen, laufen selbstverständlich bereits seit Jahren problemlos auf der PAK.
Auf- und Einbau
Die PAK68/3-030 ist als Selbstbausatz, der die Leerplatine und einige Bauteile enthält oder als Fertiggerät lieferbar. Die Auf- und Einbauanleitung ist als HTML-Dokument verfügbar. Die JEDEC-Dateien für die verwendeten GALs sind öffentlich, jedoch nur zu privater Nutzung freigegeben. Falls keine Möglichkeit besteht, GALs selbst zu programmieren, können diese auch fertig programmiert bezogen werden. Wer hier Nägel mit Köpfen machen möchte, kann ja mal in unser GABI-Projekt reinschauen.

Um einen Überblick über den Aufwand, eine PAK auf- und einzubauen, zu bekommen, hier noch ein paar Anhaltspunkte:
  • Der Auf- und Einbau der PAK erfordert etwa 1.000 Lötstellen
  • Unter Umständen ist es nicht ganz einfach, einen 68030-50MHz Prozessor zu bekommen, gleiches gilt für die 68882 FPU.
  • Der Prozessor muß aus dem Mainboard entfernt und durch einen Sockel ersetzt werden. Das ist leider nicht so einfach, wie es sich anhört, besonders wenn die CPU in PLCC-Bauform vorliegt (wie im 1040STE und MegaSTE).
  • Unter Umständen paßt die PAK nicht mehr in das Originalgehäuse (1040ST), spätestens mit der FRAK/2 oben drauf wird es in jeder Atari-Pappschachtel zu eng.
  • Unter Umständen ist das Netzteil nicht stark genug, um die PAK ausreichend zu versorgen, zusammen mit der FRAK/2 und einer Grafikkarte gilt dies auf jeden Fall.
Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, daß es auch eine 68020er-Version der PAK68/3 gibt. Da die Prozessoren 68030 und -020 aber nicht pinkompatibel sind, also nicht einfach ausgetauscht werden können, ist eine andere Platine erforderlich, die auch nicht auf den besseren 68030 Prozessor auf- oder umgerüstet werden kann. Da heute der Preisunterschied zwischen den beiden Prozessoren aber vernachlässigbar, der 030er aber deutlich besser ist, hat sich die Entscheidung mittlerweile erübrigt.
Zubehör und Updates
Im Laufe der Zeit gab es für die PAK68/3 eine ganze Reihe Weiterentwicklungen und zusätzliche Schaltungen, die das Gesamtverhalten verbessern oder manches überhaupt erst ermöglichen. Hier ein Überblick:
Fragen und Probleme
Da die Verwendung einer PAK in bestimmten Fällen schon etwas Hardwarekenntnisse und Erfahrung voraussetzt, haben wir häufig auftretende Fragen zur PAK in der PAK-FAQ zusammengefaßt. Außerdem ist die Auf- und Einbauanleitung hier online einzusehen.
Zuletzt geändert am 08.03.2007, RS