KDE Plasma seansside jõudluse võrdlemine X11 ja Waylandi põhjal

Igor Ljubuncic, kes aastal 2024 vastutas ettevõttes Canonical kõrge jõudlusega arvutitega seotud toodete eest, viis läbi KDE Plasma 6.4 seansside jõudluse ja energiatarbimise testimise X11 ja Waylandi baasil. Juuni lõpus avaldas Igor ülevaate KDE Plasma 6.4 võimalustest, kus ta järeldas, et Waylandi baasil töötav seanss on jõudluses madalam ja koormab rohkem CPU-d ja GPU-d kui X11 baasil töötav seanss. Uute artiklite sarjas üritas Igor süvitsi minna mõlema seansi jõudluse testimisse.

Esialgu märgiti, et Lenovo IdeaPad 3 sülearvuti, millel on integreeritud AMD GPU, Waylandi seansis on CPU pidevalt koormatud umbes 8%, sõltumata aktiivsusest, ja iga 2-3 sekundi järel toimub hüppeline koormus, mis koormab täielikult GPU-d. X11 seansis oli CPU ja GPU koormus ooterežiimis null. Edasine kontroll radeontop utiliidiga näitas viis suuremat ressursikulu Waylandi seansis, eriti kui oli aktiveeritud 'Color Accuracy' profiil ekraani seadetes. Allolevas tabelis on näidatud keskmine GPU koormus protsentides, kasutades sarnast rakenduste komplekti ja andmete kogumist iga sekundi järel 60 sekundi jooksul.

Energiatarbe testimine powertop utiliidiga näitas samuti X11 seansi eeliseid: Waylandi seansi energiatarve mitme proovi käigus ulatus 6.09 vatini, Waylandi värvitäpsuse profiiliga 6.05-6.08 vatini, ning X11 5.67-5.87 vatini. Üldiselt järeldati, et X11 seanss kulutab 3-7% vähem aku energiat kui Wayland.

CPU koormuse kontrollimise käigus vmstat utiliidiga leiti, et X11 seansi ooteajal kasutas see 1.83% CPU-st, samas kui Wayland 1.97% (Color Accuracy profiiliga 2.1%). Utiliit käitus värskelt loodud seanssides Konsole terminalis, arvutades keskmise väärtuse igasekundiliste proovide abil 60 sekundi jooksul. Wayland'i CPU koormus oli 7.6% (Color Accuracy režiimis 14%) kõrgem kui X11 seansi puhul. Wayland seansis registreeriti 25% rohkem katkestusi ja 48% rohkem konteksti vahetusi.

Seejärel viidi perf utiliidiga läbi analüüs ooteaja kutsumistest. KWin_wayland kasutas umbes 1% (1.5%) protsessoriajast, samas kui KWin_X11 0.44%. amdgpu päringud moodustasid 0.77% (1%) Wayland'is ja 0.65% X11 jaoks. Ooteajal X11 seansis täideti umbes kaks korda vähem protsessori juhiseid kui Wayland'i baasil seansis.

Järgmises artiklis korrati teste konfigureerimisel, kasutades Kubuntu 24.04 koos KDE Plasma 5.27 ja Lenovo Y50-70 sülearvuti, millel on Intel CPU ja NVIDIA graafikakaart. Tulemused osutusid sarnasteks - Waylandi seanss oli vähem tõhus kui X11. Energiatarve oli Waylandis 22.42 vatti ja X11 puhul 21.86, CPU koormus ooteajal 0.067 võrreldes 0.050-ga, konteksti vahetusi toimus 43.835/s võrreldes 34.133/s-ga, 4K videote vaatamise koormus VLC-s oli 12.54% võrreldes 4.26%-ga, WebGL jõudlus - 16 FPS võrreldes 29 FPS-iga.

Järgnevades katsetes kasutati Lenovo IdeaPad 3 sülearvutit, millel on AMD CPU/GPU, ja värsket KDE Neon projektiversiooni. 4K video taasesituse testis VLC oli CPU koormus X11-l, kus kompositsioon oli välja lülitatud, 3.72%, X11-l, kus kompositsioon oli sisse lülitatud, 9.8%, Waylandis värvitäpsuse (CA) režiimis 25.71%, ja Waylandis energiatõhususe (PE) režiimis 31.51%. Seega oli CDU koormus Waylandis 8-10 korda kõrgem kui X11 kasutamisel.

Waylandi kasutamisel registreeriti ka 5-16% rohkem katkestusi. GPU koormuse erinevus oli 2% ulatuses: Wayland (PE) — 56.33%, Wayland (CA) — 57.33%, X11 (Comp ON) — 57.98%, X11 (Comp OFF) — 56.81%. Energiatarbimise osas tarbis 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 akvaariumi testis olid tulemused Waylandi ja X11 vahel umbes samad: Wayland (PE) — 16-38 FPS, Wayland (CA) — 18-37 FPS, X11 (Comp ON) — 16-42 FPS, X11 (Comp OFF) — 21-42 FPS, kuid energiatarbimine Waylandi kasutamisel oli umbes 8% kõrgem.

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

• CPU koormus ooterežiimis: KDE X11 — 1,83%, KDE Wayland (PE) — 1,97%, KDE Wayland (CA) — 2,1%, GNOME Wayland — 2,2%.
• Energiatarve ooterežiimis 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 ooterežiimis oli madalaim GNOME Wayland'i konfiguratsioonis, kuid erinevus selgub käivitatud rakenduste System Monitor ja GNOME System Monitor erinevuses.
• Perf utiliidi kogutud statistikas oli GNOME baasil konfiguratsioonis kõige vähem CPU aega kulutatud.
• 4K 60FPS video taasesituse testis VLC GNOME sessioon Fedora keskkonnas tarbis veidi vähem CPU-d (29,6%) kui KDE Waylandis Color Accuracy režiimis (31,51%), kuid rohkem, kui KDE sessioon X11 baasil (9,8%) ja Waylandis efektiivse energiatarbimise režiimis (25,71%).
• GPU ressursside kasutamise hindamise kohaselt kasutas GNOME sessioon Fedora's 4K 60FPS video taasesituse testis rohkem GPU ressurse. Näiteks, GPU graafikakolonni koormus GNOME's Fedora's oli 58.21%, Waylandi põhine KDE's 56.33% ja 57.33%, samas kui KDE X11-s oli see 57.98%. Video mälu kasutamine GNOME's Fedora's ületas rohkem kui kaks korda (50.89) Waylandi põhise KDE (23.29 ja 24.60) näitajaid ning 15% rohkem kui KDE X11 (44.36).
• Energiatarve video taasesitamisel: 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 tulemustest järeldati, et X11 on endiselt oluline ja Waylandi põhine lahendus vajab lisasüvenemist. X11 jääb endiselt parimaks lahenduseks jõudluse aspektist. Waylandi rakendamine KDE-s on tõenäoliselt parem kui GNOME-is — GNOME Waylandi seanss, mis on rakendatud Fedoral, on testide kohaselt vähem efektiivne kui KDE Waylandi seanss, mis omakorda jääb maha KDE X11-st.

Allikas: opennet.ru