🥇Сравнение на производителността на KDE Plasma сесии, базирани на X11 и Wayland

Игор Любунчич, който отговаряше за високопроизводителните изчислителни продукти в Canonical до 2024 г., тества 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 функциите на KDE Plasma 6.4, в който заключава, че сесията на Wayland е по-лоша по производителност и натоварва процесора и графичния процесор повече от сесията на X11. В поредица от нови статии Игор се опита да тества производителността и на двете сесии по-задълбочено.

Първоначално беше отбелязано, че при тестване на лаптоп Lenovo IdeaPad 3 с интегрирана AMD видеокарта в Wayland сесия, независимо от активността, процесорът е постоянно натоварен с около 8%, като на всеки 2-3 секунди има скок, който зарежда напълно графичния процесор. В X11 сесия натоварването на процесора и графичния процесор по време на празен ход беше нулево. По-нататъшното тестване с помощната програма radeontop показа по-голяма консумация на ресурси в Wayland сесията, особено когато профилът Color Accuracy е активиран в настройките на дисплея. Таблицата по-долу показва средното натоварване на графичния процесор, генерирано в проценти, при подобен набор от работещи приложения и събиране на данни всяка секунда в продължение на 60 секунди.

Метричен Wayland + енергийна ефективност Wayland + точност на цветовете X11 Графичен канал 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 Тактова честота на паметта 33.33 54.90 54.81 Тактова честота на шейдъра 16.67 16.67 16.67

Тестването на консумацията на енергия с помощната програма powertop също показа предимството на сесията X11: консумацията на енергия на сесията Wayland при изпълнение на няколко семпла беше 6.09 вата, Wayland с профила Color Accuracy беше 6.05-6.08 вата, а X11 беше 5.67-5.87 вата. Като цяло беше заключено, че сесията X11 консумира с 3-7% по-малко батерия от Wayland.

Проверката на натоварването на процесора с vmstat показа, че по време на покой, сесията X11 консумира 1.83% от натоварването на процесора, докато Wayland консумира 1.97% (2.1% с профила Color Accuracy). Помощната програма беше стартирана на новосъздадени сесии на Konsole и средната стойност беше изчислена с извадка всяка секунда в продължение на 60 секунди. Натоварването на процесора за Wayland беше със 7.6% по-високо (в режим Color Accuracy беше 14%), отколкото за сесията X11. Сесията Wayland регистрира 25% повече прекъсвания и 48% повече превключвания на контекста.

Метричен Wayland + енергийна ефективност Wayland + точност на цветовете X11 Среден брой задачи в опашката за изпълнение 0.18 0.35 0.07 Общо задачи в опашката за изпълнение 11 21 4 Прекъсвания (входни) 1188 1173 937 Превключватели на контекста (cs) 1195 1208 803 % на празен процесор (id) 98.03 97.90 98.17�

След това, помощната програма perf беше използвана за анализ на повикванията по време на неактивност. KWin_wayland консумира приблизително 1% (1.5%) от процесорното време, а KWin_X11 консумира 0.44%. Повикванията към amdgpu бяха 0.77% (1%) за Wayland и 0.65% за X11. В режим на неактивност, сесията X11 изпълняваше приблизително два пъти по-малко процесорни инструкции от сесията, базирана на Wayland.

В следващата статия тестовете бяха повторени в c K конфигурация.ubuntu 24.04 с KDE Plasma 5.27 и лаптоп Lenovo Y50-70 с процесор Intel и графична карта NVIDIA. Резултатите бяха приблизително еднакви: сесията Wayland беше по-неефективна от X11. Консумацията на енергия беше 22.42 вата в Wayland и 21.86 вата в X11, натоварването на процесора в режим на готовност беше 0.067 спрямо 0.050, броят на превключванията на контекста беше 43.835/s спрямо 34.133/s, натоварването при гледане на 4K видео във VLC беше 12.54% спрямо 4.26%, а производителността на WebGL беше 16 FPS спрямо 29 FPS.

Допълнителни подобни тестове бяха възпроизведени на лаптоп Lenovo IdeaPad 3 с AMD процесор/графичен процесор, използвайки нова версия от проекта KDE Neon. В теста с възпроизвеждане на 4K видео във VLC, натоварването на процесора при използване на X11 с деактивирано композитинг беше 3.72%, X11 с активирано композитинг - 9.8%, Wayland с Color Accuracy (CA) - 25.71%, Wayland в режим на енергийна ефективност (PE) - 31.51%. По този начин натоварването на процесора при използване на Walyand беше 8-10 пъти по-високо, отколкото при използване на X11.

При използване на Walyand са генерирани с 5-16% повече прекъсвания. Разликата в натоварването на графичния процесор е 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 консумацията на енергия, Wayland консумира с 8-49% повече енергия: 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 на WebGL Aquarium, резултатите за Wayland и X11 бяха 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%.

Накрая беше проведен още един експеримент, този път обхващащ GNOME от Fedora 42 и KDE Plasma 6.4 или KDE neon. Тестването беше извършено на лаптоп Lenovo IdeaPad 3 с AMD процесор/графичен процесор.

Натоварване на процесора в неактивност: KDE X11 - 1.83%, KDE Wayland (PE) - 1.97%, KDE Wayland (CA) - 2.1%, GNOME Wayland - 2.2%.
Консумация на енергия в режим на готовност с един терминален прозорец: 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 графичния процесор в режим на покой беше най-ниско в конфигурацията на GNOME Wayland, но разликата се обяснява с разликата в изпълняваните приложения System Monitor и GNOME System Monitor.
В статистиката, събрана от помощната програма perf, най-малко процесорно време е изразходвано в конфигурацията, базирана на GNOME.
В теста за възпроизвеждане на 4K 60FPS видео във VLC, GNOME сесията във Fedora консумира малко по-малко CPU (29.6%) от Wayland-базираната KDE в режим Color Accuracy (31.51%), но повече от X11-базираната KDE сесия (9.8%) и Wayland в енергийно ефективен режим (25.71%).
При оценката на потреблението на ресурси на графичния процесор, сесията на GNOME на Fedora консумира повече ресурси на графичния процесор в теста за възпроизвеждане на 4K 60FPS видео във VLC. Например, натоварването на графичния конвейер на графичния процесор в GNOME на Fedora е 58.21%, в KDE, базирано на Wayland, е 56.33% и 57.33%, а в KDE X11 е 57.98%. Консумацията на видеопамет в GNOME на Fedora е повече от два пъти по-висока (50.89), отколкото в KDE, базирано на Wayland (23.29 и 24.60), и с 15% по-висока, отколкото в KDE X11 (44.36).
Консумация 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.

Метрична Fedora 42 Wayland KDE neon Wayland (PE) KDE neon Wayland (CA) KDE neon X11 (Комп ВКЛ.) CPU в режим на готовност % (id) 97.8 98.03 97.90 98.17 Контекстни превключватели (cs) 536 1195 1208 803 Прекъсвания (in) 929 1188 1173 937 Консумация на енергия (wattovi) 5.83-7.62 6.09 6.05-6.08 5.67-5.87 Тактова честота на процесора (ms) ~492,000 543,000 ~540,000 527,000 ~9,468 19.244 ~14,415 26.547 Контекстни превключватели 16,120 29.864 | 6,021 11.436/s 70.4 68.49 | 74.29 90.20/s 58.21 56.33 | 57.33/сек 57.98 50.89 | 23.29/сек % натовареност на процесора при гледане на видеоклипове 24.60 44.36 12.5 15.6 Натоварване на графичния процесор при гледане на видеоклипове 13.8% 20.4% 13.8% 14.1% VRAM 11.4 14.9 26 29 Консумация на енергия във ватове при гледане на видеоклипове 16-38 18-37 16-42 17-19 FPS в WebGL Aquarium тест 17-29 16-27 21-29 XNUMX-XNUMX Консумация на енергия в WebGL Aquarium тест XNUMX-XNUMX XNUMX-XNUMX XNUMX-XNUMX XNUMX-XNUMX

Резултатите от тестовете показват, че е твърде рано да се отписва X11, а решенията, базирани на Wayland, изискват допълнителна оптимизация. X11 все още се отбелязва като най-оптималното решение по отношение на производителността. Предполага се, че имплементацията на Wayland в KDE е по-добра, отколкото в GNOME - сесията на GNOME Wayland, имплементирана във Fedora, съдейки по тестовете, е по-малко продуктивна от сесията на KDE Wayland, която от своя страна изостава от KDE X11.

Източник: opennet.ru