Igor Ljubuncic, který do roku 2024 odpovídal ve společnosti Canonical za produkty spojené s výpočetní technikou, provedl test výkonu a energetické účinnosti relací KDE Plasma 6.4 založených na X11 a Wayland. Na konci června Igor zveřejnil přehled funkcí KDE Plasma 6.4, v němž dospěl k závěru, že relace založená na Wayland je méně výkonná a více zatěžuje CPU a GPU než relace na základě X11. V sérii nových článků se Igor pokusil podrobněji otestovat výkon obou relací.
Původně bylo zaznamenáno, že při testování na notebooku Lenovo IdeaPad 3 s integrovaným GPU AMD je v relaci Wayland CPU konstantně zatěžováno přibližně na 8 % bez ohledu na aktivitu, přičemž každé 2-3 sekundy dochází k výkyvu, který plně zatěžuje GPU. V relaci X11 byla zátěž na CPU a GPU během nečinnosti nulová. Další kontrola pomocí utility radeontop ukázala vyšší spotřebu zdrojů v relaci Wayland, zejména při zapnutí profilu „Přesnost barev“ v nastavení obrazovky. V tabulce níže je uvedena průměrná zátěž GPU v procentech při stejném souboru spuštěných aplikací a sběru dat každou sekundu po dobu 60 sekund.
Testování spotřeby energie pomocí utilitky powertop také ukázalo výhodu relace X11: spotřeba energie relace Wayland při provádění několika vzorků byla 6.09 wattů, Wayland s profilem „Přesnost barev“ 6.05-6.08 wattů, zatímco X11 — 5.67-5.87 wattů. Celkově bylo dosaženo závěru, že relace X11 spotřebovává o 3-7 % méně kapacity baterie než Wayland.
Zátěžový test CPU pomocí nástroje vmstat ukázal, že během nečinnosti sezení X11 spotřebovávalo 1,83% CPU, zatímco Wayland 1,97% (2,1% s profilem Color Accuracy). Nástroj byl spuštěn na čerstvě vytvořených sezeních v terminálu Konsole, průměrné hodnoty byly počítány při každosekundovém vzorkování po dobu 60 sekund. Zatížení CPU při používání Wayland bylo o 7,6% (v režimu Color Accuracy o 14%) vyšší než při používání sezení X11. V sezení Wayland bylo zaznamenáno o 25% více přerušení a o 48% více kontextových přepnutí.
Dále byl pomocí nástroje perf proveden rozbor volání během nečinnosti. KWin_wayland spotřebovával přibližně 1% (1,5%) procesorového času, zatímco KWin_X11 0,44%. Volání na amdgpu činila 0,77% (1%) pro Wayland a 0,65% pro X11. V režimu nečinnosti ve sezení X11 bylo provedeno přibližně dvakrát méně procesorových instrukcí než v sezení na bázi Wayland.
V následujícím článku byly testy opakovány v konfiguraci s Kubuntu 24.04, KDE Plasma 5.27 a notebookem Lenovo Y50-70 s CPU Intel a grafickou kartou NVIDIA. Výsledky byly přibližně stejné — sezení Wayland bylo méně efektivní než X11. Spotřeba energie 22,42 watty v Wayland a 21,86 v X11, zatížení CPU v režimu nečinnosti 0,067 proti 0,050, počet přepnutí kontextu — 43,835/s proti 34,133/s, zatížení při přehrávání 4K videa v VLC — 12,54% proti 4,26%, výkon WebGL — 16 FPS proti 29 FPS.
Dále byly provedeny podobné testy na notebooku Lenovo IdeaPad 3 s CPU/GPU AMD s využitím nejnovější verze projektu KDE Neon. V testu přehrávání 4K videa v VLC byla zátěž CPU při použití X11 s vypnutým kompozitním režimem 3,72 %, X11 se zapnutým kompozitním režimem 9,8 %, Wayland s Color Accuracy (CA) 25,71 %, Wayland v režimu efektivní spotřeby energie (PE) 31,51 %. Takže zátěž CPU při použití Wayland byla 8-10krát vyšší než při použití X11.
Při použití Wayland byla také zaznamenána generace o 5-16 % více přerušení. Rozdíl v zátěži GPU byl v rozmezí 2 %: Wayland (PE) 56,33 %, Wayland (CA) 57,33 %, X11 (Comp ON) 57,98 %, X11 (Comp OFF) 56,81 %. Co se týče spotřeby energie, Wayland spotřeboval více energie o 8-49 %: Wayland (PE) 13,8-20,4 wattů, Wayland (CA) 13,8-14,1 wattů, X11 (Comp ON) 10,7-12,1 wattů, X11 (Comp OFF) 11,4-14,9 wattů. V testu WebGL Aquarium se výsledky pro Wayland a X11 ukázaly jako přibližně stejné: Wayland (PE) 16-38 FPS, Wayland (CA) 18-37 FPS, X11 (Comp ON) 16-42 FPS, X11 (Comp OFF) 21-42 FPS, ale spotřeba energie při použití Wayland byla přibližně o 8 % vyšší.
Nakonec byl proveden další experiment, tentokrát zahrnující GNOME z Fedora 42 a KDE Plasma 6.4 nebo KDE neon. Testování bylo provedeno na notebooku Lenovo IdeaPad 3 s CPU/GPU AMD.
- Zátěž CPU v režimu nečinnosti: KDE X11 1,83 %, KDE Wayland (PE) 1,97 %, KDE Wayland (CA) 2,1 %, GNOME Wayland 2,2 %.
- Spotřeba energie v režimu nečinnosti s jedním otevřeným oknem terminálu: KDE X11 5,67-5,87 wattů, KDE Wayland (CA) 6,05-6,08 wattů, KDE Wayland (PE) 6,09 wattů, GNOME Wayland 5,83-7,62 wattů.
- Zátěž GPU v režimu nečinnosti byla nejnižší v konfiguraci s GNOME Wayland, ale rozdíl lze vysvětlit rozdílem spuštěných aplikací System Monitor a GNOME System Monitor.
- Ve statistice shromážděné pomocí utilitky perf byl nejmenší procesorový čas stráven v konfiguraci založené na GNOME.
- V testu přehrávání videa 4K 60FPS v VLC sezení GNOME ve Fedoře spotřebovalo o něco méně CPU (29,6 %) než KDE založené na Wayland v režimu Color Accuracy (31,51 %), ale více než sezení KDE na bázi X11 (9,8 %) a Wayland v režimu efektivní spotřeby energie (25,71 %).
- Při hodnocení spotřeby GPU zdroj GNOME ve Fedoře v testu přehrávání videa 4K 60FPS v VLC využíval více GPU zdrojů. Například zatížení grafického potrubí GPU v GNOME ve Fedoře činilo 58,21 %, zatímco v KDE založeném na Waylandu to bylo 56,33 % a 57,33 %, a v KDE X11 to bylo 57,98 %. Spotřeba videopaměti v GNOME ve Fedoře byla více než dvojnásobná (50,89) oproti hodnotám KDE založenému na Waylandu (23,29 a 24,60) a o 15 % vyšší než v KDE X11 (44,36).
- Spotřeba energie při přehrávání videa: KDE X11 — 11,4-14,9 wattů, KDE Wayland (CA) — 13,8-14,1 wattů, GNOME Wayland — 12,5-15,6 wattů, KDE Wayland (PE) — 13,8-20,4 wattů.
Na základě testování bylo konstatováno, že X11 by nemělo být ještě odepsáno, zatímco řešení na bázi Wayland vyžaduje další optimalizaci. X11 se stále považuje za nejoptimálnější řešení z hlediska výkonu. Implementace Wayland v KDE je předpokládána jako lepší než v GNOME — sezení GNOME Wayland realizované ve Fedoře je dle testů méně výkonné než sezení KDE Wayland, které zaostává za KDE X11.
Zdroj: opennet.ru
