KDE Plasma seanside X11 ja Waylandi jõudluse võrdlus

Igor Ljubunčić, kes Canonicalis vastutas kuni 2024. aastani tipptasemel arvutustehnikaga seotud toodete eest, viis läbi jõudluse ja energia tarbimise testimise KDE Plasma 6.4 seanssi X11 ja Waylandi baasil. Juuni lõpus avaldas Igor ülevaate KDE Plasma 6.4 võimalustest, milles jõudis järeldusele, et Waylandi baasil olev seanss on jõudluses kehvem ja koormab CPU-d ja GPU-d rohkem kui X11 baasil olev seanss. Seerias uutest artiklitest proovib Igor süvitsi testida mõlema seansi jõudlust.

Alguses täheldati, et Lenovo IdeaPad 3 sülearvutil, millel on integreeritud AMD GPU, koormatakse Waylandi seansis sõltumata CPU aktiivsusest pidevalt umbes 8% võrra ning iga 2-3 sekundi järel esinevad tõusud, mis koormavad täielikult GPU-d. X11 seansis oli CPU ja GPU koormus seismisel null. Edasine kontroll radeontop utiliidiga näitas Waylandi seansis suuremat ressursikasutust, eriti ekraanisätete 'Color Accuracy' profiili aktiveerimisel. Allolevas tabelis on näidatud GPU keskmine koormus protsentides samade rakenduste kogumi korral, samas kui andmeid koguti iga sekundi järel 60 sekundi jooksul.

Energiatarbimise tõhustustestimise tulemused utiliidiga powertop näitasid samuti X11 seansi eelist: Waylandi seansi energiatarbimine mitu katsetust läbi viies oli 6,09 vatti, Wayland 'Color Accuracy' profiiliga 6,05-6,08 vatti ning X11 5,67-5,87 vatti. Üldiselt jõuti järeldusele, et X11 seanss kasutab 3-7% vähem aku energiat võrreldes Waylandiga.

CPU koormuse test vmstat utiliidiga näitas, et X11 seansi tühjas olekus tarbis 1,83% CPU-st, samas kui Wayland tarbis 1,97% (2,1% Color Accuracy profiiliga). Utiliit käidi värskelt loodud seanssides Konsole terminalis, keskmine väärtus arvutati välja iga sekundi valimisega 60 sekundi jooksul. CPU koormus Waylandiga oli 7,6% (Color Accuracy režiimis 14%) suurem kui X11 seansi puhul. Waylandi seansis fikseeriti 25% rohkem katkestusi ja 48% rohkem konteksti vahetusi.

Seejärel tehti perf utiliidiga analüüs tühjas olekus. KWin_wayland tarbis umbes 1% (1,5%) protsessori ajast, samas kui KWin_X11 — 0,44%. Amdgpu kõned moodustasid 0,77% (1%) Waylandis ja 0,65% X11 puhul. X11 seansi tühjas olekus tehti umbes kaks korda vähem protsessorite juhiseid võrreldes Wayland baasil oleva seansiga.

Järgmises artiklis kordati teste konfigureerimisel Kubuntu 24.04, KDE Plasma 5.27 ja Lenovo Y50-70 sülearvuti, millel on Intel CPU ja NVIDIA graafika. Tulemused olid ligikaudu samad — Wayland seanss osutus vähem efektiivseks kui X11. Energiatarbimine oli Waylandis 22,42 vatti ja X11 puhul 21,86 vatti, CPU koormus tühjas olekus 0,067 võrreldes 0,050, konteksti vahetuste arv — 43.835/s versus 34.133/s, koormus 4K video vaatamisel VLC-s — 12,54% võrreldes 4,26% ja WebGLi jõudlus — 16 FPS versus 29 FPS.

Edasi viidi sarnased testid läbi Lenovo IdeaPad 3 sülearvutil, millel on AMD CPU/GPU, kasutades värsket KDE Neon kogumist. 4K video esituskatsetes VLC-s oli CPU koormus X11-ga, millel oli kompositsioon välja lülitatud, 3.72%, X11-ga, millel oli kompositsioon sisse lülitatud — 9.8%, Waylandis värvi täpsuse režiimiga (CA) — 25.71%, Wayland tõhusa energiatarbimise režiimis (PE) — 31.51%. Seega oli CPU koormus Waylandis 8-10 korda kõrgem kui X11 puhul.

Waylandis registreeriti ka 5-16% rohkem katkestuste genereerimist. GPU koormuse erinevus jäi 2% piiridesse: Wayland (PE) — 56.33%, Wayland (CA) — 57.33%, X11 (Comp ON) — 57.98%, X11 (Comp OFF) — 56.81%. Energiatarbimise osas tarvitas Wayland 8-49% rohkem energiat: Wayland (PE) — 13.8-20.4 vatti, Wayland (CA) — 13.8-14.1 vatti, X11 (Comp ON) — 10.7-12.1 vatti, X11 (Comp OFF) — 11.4-14.9 vatti. WebGL Aquariumi testis olid tulemused Wayland ja X11 jaoks enam-vähem samad: Wayland (PE) — 16-38 FPS, Wayland (CA) — 18-37 FPS, X11 (Comp ON) — 16-42 FPS, X11 (Comp OFF) — 21-42 FPS, kuid energiatootmine Waylandis oli ligikaudu 8% kõrgem.

Lõpuks viidi läbi veel üks eksperiment, seekord hõlmates GNOME'i Fedora 42-lt ja KDE Plasma 6.4 või KDE Neon. Testimine viidi läbi Lenovo IdeaPad 3 sülearvutil, millel on AMD CPU/GPU.

• CPU koormus ooteasendis: KDE X11 — 1.83%, KDE Wayland (PE) — 1.97%, KDE Wayland (CA) — 2.1%, GNOME Wayland — 2.2%.
• Energiateenus ooteasendis ühe terminaliaknaga: KDE X11 — 5.67-5.87 vatti, KDE Wayland (CA) — 6.05-6.08 vatti, KDE Wayland (PE) — 6.09 vatti, GNOME Wayland — 5.83-7.62 vatti.
• GPU koormus ooteasendis oli madalaim GNOME Waylandi konfigureerimisel, kuid erinevus seletatakse System Monitori ja GNOME System Monitori käimasolevate rakendustega.
• Perf utiliidiga kogutud statistika kohaselt kulus kõige vähem protsessori aega GNOME'i põhjal olevas konfigureerimises.
• 4K 60FPS video esitamise testis VLC-s tarbis GNOME seanss Fedora all natuke vähem CPU-d (29.6%) kui Waylandi põhjal olev KDE värvi täpsuse režiimis (31.51%), kuid rohkem kui KDE X11 põhjal olev seanss (9.8%) ja Wayland tõhusas energiatarbimise režiimis (25.71%).
• GPU ressursside tarbimise hindamise käigus tarbis GNOME seanss Fedora keskkonnas 4K 60FPS video taasesituse testis rohkem GPU ressursse. Näiteks GPU graafikakanali koormus GNOME'is Fedoras oli 58.21%, Waylandi põhises KDE-s 56.33% ja 57.33%, samas kui KDE X11 puhul oli see 57.98%. Videomälu tarbimine GNOME'is Fedoras ületas rohkem kui kaks korda (50.89) Waylandi põhises KDE-s (23.29 ja 24.60) ning oli 15% kõrgem kui KDE X11 (44.36).
• Energiatarbimine video taasesituse ajal: KDE X11 — 11.4-14.9 vatti, KDE Wayland (CA) — 13.8-14.1 vatti, GNOME Wayland — 12.5-15.6 vatti, KDE Wayland (PE) — 13.8-20.4 vatti.

Testimise tulemuste põhjal võib järeldada, et X11 on veel vara kõrvale jätta ja Waylandi põhised lahendused vajavad täiendavat optimeerimist. X11 on endiselt märgitud kui kõige optimaalsem lahendus jõudluse seisukohalt. Waylandi rakendus KDE-s on eeldatavasti parem kui GNOME-is — GNOME Waylandi seanss, mis on rakendatud Fedoras, on testide kohaselt vähem efektiivne kui KDE Waylandi seanss, mis omakorda jääb maha KDE X11-st.

Allikas: opennet.ru