Сравнение на производителността на сесиите KDE Plasma, базирани на X11 и Wayland

Игор Лубунчич (Igor Ljubuncic), който до 2024 г. отговаряше за продуктите, свързани с високопроизводителни изчисления в компанията Canonical, проведе тестове за производителността и консумацията на енергия на сесиите на KDE Plasma 6.4, базирани на X11 и Wayland. В края на юни Игор публикува преглед на възможностите на KDE Plasma 6.4, в който стигна до извода, че сесията на базата на Wayland е с по-ниска производителност и по-голямо натоварване на CPU и GPU в сравнение със сесията на базата на X11. В серия нови статии Игор се опита да тества по-дълбоко производителността и на двете сесии.

Първоначално беше отбелязано, че при тестване на лаптопа Lenovo IdeaPad 3 с интегрирана AMD GPU, в сесията Wayland независимо от активността CPU постоянно е натоварен на около 8%, а на всеки 2-3 секунди се наблюдава скок, изцяло натоварващ GPU. В сесията X11 натоварването на CPU и GPU по време на бездействие беше нулево. Допълнителната проверка с utillity radeontop показа по-висока консумация на ресурси в сесията Wayland, особено при активиране на профила „Color Accuracy“ в настройките на екрана. В таблицата по-долу е указано създаваното средно натоварване на GPU в проценти при аналогичен набор от активни приложения и събиране на данни всяка секунда в продължение на 60 секунди.

Metric Wayland + power efficiency Wayland + color accuracy X11 Graphics pipe 3.31 4.03 2.47 Vertex Grouper + Tesselator 0.33 0.3 0.11 Texture Addresser 0.90 2.03 0.78 Shader Export 2.24 3.03 1.42 Sequencer Instruction Cache 0.06 0.08 0.03 Shader Interpolator 2.58 3.31 1.61 Scan Converter 2.54 3.18 1.54 Primitive Assembly 0.32 0.30 0.11 Depth Block 2.51 3.18 1.53 Color Block 2.51 3.18 1.54 VRAM 26.39 28.44 22.36 GTT 3.92 3.98 3.85 Memory Clock 33.33 54.90 54.81 Shader Clock 16.67 16.67 16.67

Тестовете за консумация на енергия с утилитата powertop също показаха предимство за сесията X11: енергопотреблението на сесията Wayland при многократни измервания е било 6.09 ватта, Wayland с профила „Color Accuracy“ – 6.05-6.08 ватта, а X11 – 5.67-5.87 ватта. В заключение, сесията X11 консумира с 3-7% по-малко от заряда на батерията в сравнение с Wayland.

Тестът на натоварването на CPU с инструмента vmstat показа, че по време на бездействие сесията X11 е използвала 1.83% CPU, а Wayland — 1.97% (2.1% с профила Color Accuracy). Инструментът беше стартиран в новосъздадени сесии в терминала Konsole, като се изчисляваше средната стойност при ежесекундна проверка през 60 секунди. Натоварването на CPU при използване на Wayland се оказа с 7.6% по-високо (в режим Color Accuracy с 14%), отколкото при използване на сесията X11. В сесията Wayland бяха регистрирани с 25% повече прекъсвания и с 48% повече контекстни превключвания.

Метрика Wayland + енергийна ефективност Wayland + точност на цвета X11 Среден брой задачи в опашката на изпълнение 0.18 0.35 0.07 Общо задачи в опашката на изпълнение 11 21 4 Прекъсвания (входящи) 1188 1173 937 Контекстни превключвания (cs) 1195 1208 803 Процент на бездействие на CPU (id) 98.03 97.90 98.17

Следващото беше проведено анализ на повикванията по време на бездействие с помощта на инструмента perf. KWin_wayland използваше около 1% (1.5%) от процесорното време, докато KWin_X11 — 0.44%. Обажданията към amdgpu бяха 0.77% (1%) за Wayland и 0.65% за X11. В режима на бездействие сесията X11 изпълни около два пъти по-малко процесорни инструкции в сравнение с базираната на Wayland сесия.

Метрика Wayland + енергийна ефективност Wayland + точност на цвета X11 Час на CPU (ms) ~543,000 ~540,000 ~527,000 Контекстни превключвания 14,415 | 26.547/s 16,120 | 29.864/s 6,021 | 11.436/s Миграции на CPU 72 | 0.133/s 139 | 0.258/s 92 | 0.175/s Проблеми с страниците 201 | 0.37/s 450 | 0.834/s 75 | 0.142/s Цикли 3.95B | 0.007 GHz 4.43B | 0.008 GHz 1.9B | 0.004 GHz Забавени цикли фронт 452.5M | 11.47% 616.5M | 13.92% 213M | 11.13% Забавени цикли заден 1.42B | 36.04% 1.45B | 32.82% 618M | 32.28% Инструкции 780M | 0.2/cycle 1.82 забавени/cycle 901M | 0.2/cycle 1.61 забавени/cycle 483M | 0.25/cycle 1.28 забавени/cycle Клонове 168M | 309K/s 193M | 358K/s 104M | 197K/s Пропуски на клонове 13.83% 13.36% 11.7%

В следващата статия тестовете бяха повторени в конфигурация с Kubuntu 24.04 и KDE Plasma 5.27 на лаптоп Lenovo Y50-70 с CPU Intel и видеокарта NVIDIA. Резултатите се оказаха приблизително същите — сесията Wayland показа по-ниска ефективност от X11. Консумацията на енергия е 22.42 ватта при Wayland и 21.86 при X11, натоварването на CPU в режим на бездействие е 0.067 спрямо 0.050, броят на контекстните превключвания — 43.835/s спрямо 34.133/s, натоварването при гледане на 4K видео в VLC — 12.54% спрямо 4.26%, производителността на WebGL — 16 FPS спрямо 29 FPS.

Следващите аналогични тестове бяха възпроизведени на лаптоп Lenovo IdeaPad 3 с CPU/GPU AMD, използвайки нова версия на проекта KDE Neon. При теста с възпроизвеждане на 4K видео в VLC натоварването на CPU при използване на X11 без композиране беше 3.72%, X11 с включено композиране — 9.8%, Wayland с Color Accuracy (CA) — 25.71%, Wayland в режим на енергийна ефективност (PE) — 31.51%. Така натоварването на CPU при използване на Wayland се оказа 8-10 пъти по-високо в сравнение с X11.

При използване на Wayland също така беше наблюдавана генерация на 5-16% повече прекъсвания. Разликата в натоварването на GPU беше в рамките на 2%: Wayland (PE) — 56.33%, Wayland (CA) — 57.33%, X11 (Comp ON) — 57.98%, X11 (Comp OFF) — 56.81%. По отношение на енергийното потребление, Wayland консумираше повече енергия с 8-49%: Wayland (PE) — 13.8-20.4 вата, Wayland (CA) — 13.8-14.1 вата, X11 (Comp ON) — 10.7-12.1 вата, X11 (Comp OFF) — 11.4-14.9 вата. В теста WebGL Aquarium резултатите за Wayland и X11 се оказаха приблизително еднакви: Wayland (PE) — 16-38 FPS, Wayland (CA) — 18-37 FPS, X11 (Comp ON) — 16-42 FPS, X11 (Comp OFF) — 21-42 FPS, но консумацията на енергия при използване на Wayland беше по-висока с около 8%.

В крайна сметка беше проведен още един експеримент, този път обхващащ GNOME от Fedora 42 и KDE Plasma 6.4 или KDE neon. Тестовете бяха проведени на лаптоп Lenovo IdeaPad 3 с CPU/GPU AMD.

  • Натоварването на CPU в режим на покой: KDE X11 — 1.83%, KDE Wayland (PE) — 1.97%, KDE Wayland (CA) — 2.1%, GNOME Wayland — 2.2%.
  • Консумацията на енергия в режим на покой с един прозорец на терминала: KDE X11 — 5.67-5.87 вата, KDE Wayland (CA) — 6.05-6.08 вата, KDE Wayland (PE) — 6.09 вата, GNOME Wayland — 5.83-7.62 вата.
  • Натоварването на GPU в режим на покой се оказа най-ниско в конфигурацията с GNOME Wayland, но разликата се обяснява с разликата в активираните приложения System Monitor и GNOME System Monitor.
  • В статистиката, събрана от утилитата perf, най-малко време на процесора беше изразходвано в конфигурацията на базата на GNOME.
  • В теста с възпроизвеждане на видео 4K 60FPS в VLC сесията GNOME в Fedora изразходи малко по-малко CPU (29.6%), отколкото KDE на базата на Wayland в режим Color Accuracy (31.51%), но повече, отколкото сесията KDE на базата на X11 (9.8%) и Wayland в режим на енергийна ефективност (25.71%).
  • При оценяване на потреблението на GPU ресурси, GNOME сеанс в Fedora по време на 4K 60FPS видео възпроизвеждане в VLC изразходва повече GPU ресурси. Например, натоварването на графичния конвейер на GPU в GNOME в Fedora е 58.21%, в KDE на базата на Wayland — 56.33% и 57.33%, а в KDE X11 — 57.98%. Потреблението на видеопамет в GNOME в Fedora е повече от два пъти по-високо (50.89) от показателите на KDE на базата на Wayland (23.29 и 24.60) и с 15% надхвърля KDE X11 (44.36).
  • Потребление на енергия при възпроизвеждане на видео: KDE X11 — 11.4-14.9 вата, KDE Wayland (CA) — 13.8-14.1 вата, GNOME Wayland — 12.5-15.6 вата, KDE Wayland (PE) — 13.8-20.4 вата.

Метрика Fedora 42 Wayland KDE neon Wayland (PE) KDE neon Wayland (CA) KDE neon X11 (Comp ON) Служебен CPU % (id) 97.8 98.03 97.90 98.17 Контекстни превключвания (cs) 536 1195 1208 803 Брой прекъсвания (in) 929 1188 1173 937 Потребление на енергия (ватове) 5.83-7.62 6.09 6.05-6.08 5.67-5.87 CPU тактова честота (ms) ~492,000 ~543,000 ~540,000 ~527,000 Контекстни превключвания 9,468 | 19.244/s 14,415 | 26.547/s 16,120 | 29.864/s 6,021 | 11.436/s Служебен CPU % при гледане на видео 70.4 68.49 74.29 90.20 Натоварване на графичния конвейер на GPU при гледане на видео 58.21% 56.33% 57.33% 57.98% VRAM 50.89 23.29 24.60 44.36 Потребление на енергия в ватове при гледане на видео 12.5-15.6 13.8-20.4 13.8-14.1 11.4-14.9 FPS в теста WebGL Aquarium 26-29 16-38 18-37 16-42 Енергийно потребление в теста WebGL Aquarium 17-19 17-29 16-27 21-29

Резултатите от тестовете показват, че X11 все още не е за отписване, а решенията на базата на Wayland изискват допълнителна оптимизация. X11 продължава да бъде най-оптималното решение по отношение на производителността. Реализацията на Wayland в KDE е вероятно по-добра от тази в GNOME — GNOME Wayland сеансът, реализиран в Fedora, според тестовете, е по-малко производителен от KDE Wayland сеанса, който от своя страна изостава от KDE X11.

Източник: opennet.ru

Купете надежден хостинг за сайтове със защита от DDoS, VPS и VDS сървъри 🔥 Купете надежден хостинг за сайтове със защита от DDoS, VPS и VDS сървъри | ProHoster