Игорь Любунчич (Igor Ljubuncic), до 2024 года отвечавший в компании Canonical за продукты, связанные с высокопроизводительными вычислениями, провёл тестирование производительности и энергопотребления сеансов KDE Plasma 6.4 на базе X11 и Wayland. В конце июня Игорь опубликовал обзор возможностей KDE Plasma 6.4, в котором пришёл к выводу, что сеанс на базе Wayland уступает в производительности и больше нагружает CPU и GPU, чем сеанс на базе X11. В серии новых статей Игорь попытался более глубоко протестировать производительность обоих сеансов.
Изначально было отмечено, что при тестировании на ноутбуке Lenovo IdeaPad 3 с интегрированным GPU AMD в сеансе Wayland независимо от активности CPU постоянно нагружен примерно на 8%, а каждые 2-3 секунды наблюдается скачок, полностью нагружающий GPU. В сеансе X11 нагрузка на CPU и GPU во время простоя была на нуле. Дальнейшая проверка утилитой radeontop показала большее потребление ресурсов в сеансе Wayland, особенно при включении профиля «Color Accuracy» в настройках экрана. В таблице ниже указана создаваемая средняя нагрузка на GPU в процентах при аналогичном наборе запущенных приложений и сборе данных каждую секунду в течении 60 секунд.
Тестирование потребления энергии утилитой powertop также показало преимущество сеанса X11: энергопотребление сеанса Wayland при выполнении нескольких выборок составило 6.09 ватт, Wayland с профилем «Color Accuracy» 6.05-6.08 ватт, а X11 — 5.67-5.87 ватт. В целом сделан вывод, что сеанс X11 расходует на 3-7% меньше заряда батареи, чем Wayland.
Проверка нагрузки на CPU утилитой vmstat показала, что во время простоя сеанс X11 потреблял 1.83% CPU, а Wayland — 1.97% (2.1% с профилем Color Accuracy). Утилита была запущена на свежесозданных сеансах в терминале Konsole, подсчитывалось среднее значение при ежесекундной выборке на протяжении 60 секунд. Нагрузка на CPU при использовании Wayland оказалась выше на 7.6% (в режиме Color Accuracy на 14%), чем при использовании сеанса X11. В сеансе Wayland зафиксировано на 25% больше прерываний и на 48% больше переключений контекста.
Далее при помощи утилиты perf был проведён анализ вызовов во время простоя. KWin_wayland потреблял примерно 1% (1.5%) процессорного времени, а KWin_X11 — 0.44%. Обращения к amdgpu составляли 0.77% (1%) для Wayland и 0.65% для X11. В режиме простоя в сеансе X11 было выполнено примерно в два раза меньше процессорных инструкций, чем в сеансе на базе Wayland.
В следующей статье тесты были повторены в конфигурации c Kubuntu 24.04 с KDE Plasma 5.27 и ноутбуком Lenovo Y50-70 с CPU Intel и видеокартой NVIDIA. Результаты оказались примерно теми же — сеанс Wayland оказался менее эффективен, чем X11. Потребление энергии 22.42 ватт в Wayland и 21.86 в X11, нагрузка на CPU в режиме простоя 0.067 против 0.050, число переключений контекста — 43.835/s против 34.133/s, нагрузка при просмотре 4K видео в VLC — 12.54% против 4.26%, производительность WebGL — 16 FPS против 29 FPS.
Далее аналогичные тесты были воспроизведены на ноутбуке Lenovo IdeaPad 3 с CPU/GPU AMD с использованием свежей сборки от проекта KDE Neon. В тесте с воспроизведением 4K видео в VLC нагрузка на CPU при использовании X11 с выключенным композитингом составила 3.72%, X11 со включённым композитингом — 9.8%, Wayland c Color Accuracy (CA) — 25.71%, Wayland в режиме эффективного потребления энергии (PE) — 31.51%. Таким образом нагрузка на CPU при использовании Walyand оказалась в 8-10 раз выше, чем при использовании X11.
При использовании Walyand также зафиксирована генерация на 5-16% больше прерываний. Разница нагрузки на GPU была в пределах 2% отличий: Wayland (PE) — 56.33%, Wayland (CA) — 57.33%, X11 (Comp ON) — 57.98%, X11 (Comp OFF) — 56.81%. В плане энергопотребления Wayland потребил больше энергии на 8-49%: Wayland (PE) — 13.8-20.4 ватт, Wayland (CA) -13.8-14.1 ватт, X11 (Comp ON) — 10.7-12.1 ватт, X11 (Comp OFF) — 11.4-14.9. ватт. В тесте WebGL Aquarium результаты для Wayland и X11 оказались примерно одинаковыми: Wayland (PE) — 16-38 FPS, Wayland (CA) — 18-37 FPS, X11 (Comp ON) — 16-42 FPS, X11 (Comp OFF) — 21-42 FPS, но потребление энергии при использовании Wayland оказалось выше примерно на 8%.
В конечном счёте был проведён ещё один эксперимент, на этот раз охватывающий GNOME из Fedora 42 и KDE Plasma 6.4 или KDE neon. Тестирование проведено на ноутбуке Lenovo IdeaPad 3 c CPU/GPU AMD.
- Нагрузка на CPU в режиме простоя: KDE X11 — 1.83%, KDE Wayland (PE) — 1.97%, KDE Wayland (CA) — 2.1%, GNOME Wayland — 2.2%.
- Потребление энергии в режиме простоя с одним окном терминала: KDE X11 — 5.67-5.87 ватт, KDE Wayland (CA) — 6.05-6.08 ватт, KDE Wayland (PE) — 6.09 ватт, GNOME Wayland — 5.83-7.62 ватт.
- Нагрузка на GPU в режиме простоя оказалась наименьшей в конфигурации с GNOME Wayland, но отличие объясняется разницей запущенных приложениях System Monitor и GNOME System Monitor.
- В статистике, собранной утилитой perf, наименьшее процессорное время было потрачено в конфигурации на базе GNOME.
- В тесте воспроизведения видео 4K 60FPS в VLC сеанс GNOME в Fedora потребил немного меньше CPU (29.6%), чем KDE на базе Wayland в режиме Color Accuracy (31.51%), но больше, чем сеанс KDE на базе X11 (9.8%) и Wayland в режиме эффективного потребления энергии (25.71%).
- При оценке потребления ресурсов GPU сеанс GNOME в Fedora в тесте воспроизведения видео 4K 60FPS в VLC потреблял больше ресурсов GPU. Например, нагрузка на графический конвейер GPU в GNOME в Fedora — 58.21%, в KDE на базе Wayland — 56.33% и 57.33%, а в KDE X11 — 57.98%. Потребление видеопамяти в GNOME в Fedora более чем в два раза превысило (50.89) показатели KDE на базе Wayland (23.29 и 24.60) и на 15% превысило KDE X11 (44.36).
- Потребление энергии при воспроизведении видео: KDE X11 — 11.4-14.9 ватт, KDE Wayland (CA) — 13.8-14.1 ватт, GNOME Wayland — 12.5-15.6 ватт, KDE Wayland (PE) — 13.8-20.4 ватт.
По итогам тестирования сделан вывод, что X11 ещё рано сбрасывать счетов, а решения на базе Wayland требуют дополнительной оптимизации. X11 отмечается как по-прежнему самое оптимальное решение с точки зрения производительности. Реализация Wayland в KDE предположительно лучше, чем в GNOME — сеанс GNOME Wayland, реализованный в Fedora, судя по тестам менее производителен, чем сеанс KDE Wayland, который в свою очередь отстаёт от KDE X11.
Источник: opennet.ru
