🥇X11-სა და Wayland-ზე დაფუძნებული KDE Plasma სესიების შესრულების შედარება

იგორ ლიუბუნჩიჩმა, რომელიც 2024 წლამდე Canonical-ში მაღალი წარმადობის გამოთვლით პროდუქტებზე იყო პასუხისმგებელი, X6.4-სა და Wayland-ზე დაფუძნებული KDE Plasma 11 სესიების მუშაობა და ენერგომოხმარება გამოსცადა. ივნისის ბოლოს იგორმა გამოაქვეყნა KDE Plasma 6.4-ის მახასიათებლების მიმოხილვა, რომელშიც დაასკვნა, რომ Wayland სესია მუშაობის მხრივ ჩამორჩება და უფრო მეტად ტვირთავს პროცესორსა და გრაფიკულ პროცესორს, ვიდრე X11 სესია. ახალი სტატიების სერიაში იგორმა სცადა ორივე სესიის მუშაობის უფრო სიღრმისეულად შემოწმება.

თავდაპირველად, აღინიშნა, რომ Lenovo IdeaPad 3 ლეპტოპზე ინტეგრირებული AMD GPU-თი Wayland სესიის დროს ტესტირებისას, აქტივობის მიუხედავად, ცენტრალური პროცესორი მუდმივად იტვირთება დაახლოებით 8%-ით და ყოველ 2-3 წამში ხდება ნახტომი, რომელიც სრულად იტვირთება GPU-ს. X11 სესიის დროს, უმოქმედობის დროს ცენტრალური პროცესორისა და GPU-ს დატვირთვა ნულის ტოლი იყო. radeontop უტილიტით შემდგომმა ტესტირებამ აჩვენა რესურსების უფრო დიდი მოხმარება Wayland სესიაზე, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ეკრანის პარამეტრებში ჩართულია ფერის სიზუსტის პროფილი. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში ნაჩვენებია GPU-ს საშუალო დატვირთვა პროცენტებში, მსგავსი გაშვებული აპლიკაციების ნაკრებით და მონაცემების შეგროვებით ყოველ წამს 60 წამის განმავლობაში.

მეტრული Wayland + ენერგოეფექტურობა Wayland + ფერის სიზუსტე X11 გრაფიკული მილი 3.31 4.03 2.47 Vertex Grouper + Tesselator 0.33 0.3 0.11 ტექსტურის ადრესატორი 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 Memory Clock 33.33 54.90 54.81 შეიდერის საათი 16.67 16.67 16.67

Powertop-ის გამოყენებით ენერგიის მოხმარების ტესტირებამ ასევე აჩვენა X11 სესიის უპირატესობა: Wayland-ის სესიის ენერგომოხმარება რამდენიმე ნიმუშის შესრულებისას იყო 6.09 ვატი, Wayland-ის ენერგომოხმარება ფერის სიზუსტის პროფილით იყო 6.05-6.08 ვატი, ხოლო X11-ის ენერგომოხმარება 5.67-5.87 ვატი. საერთო ჯამში, დაასკვნეს, რომ X11 სესია მოიხმარს 3-7%-ით ნაკლებ ბატარეას, ვიდრე Wayland.

vmstat-ის გამოყენებით CPU-ს დატვირთვის შემოწმებამ აჩვენა, რომ უმოქმედობის დროს X11 სესია მოიხმარდა CPU-ს 1.83%-ს, ხოლო Wayland-ი - 1.97%-ს (2.1% ფერის სიზუსტის პროფილით). პროგრამა გაშვებული იყო ახლად შექმნილ Konsole სესიებზე და საშუალო მნიშვნელობა გამოითვალა ყოველ წამში 60 წამის განმავლობაში ნიმუშით. Wayland-ის CPU-ს დატვირთვა 7.6%-ით მეტი იყო (ფერის სიზუსტის რეჟიმში 14%), ვიდრე X11 სესიის. Wayland-ის სესიამ დააფიქსირა 25%-ით მეტი შეფერხება და 48%-ით მეტი კონტექსტის გადართვა.

მეტრული Wayland + ენერგოეფექტურობა Wayland + ფერის სიზუსტე X11 დავალებების საშუალო რაოდენობა რიგში 0.18 0.35 0.07 დავალებების ჯამური რაოდენობა რიგში 11 21 4 შეფერხებები (in) 1188 1173 937 კონტექსტური გადამრთველები (cs) 1195 1208 803 უმოქმედო CPU % (id) 98.03 97.90 98.17�

შემდეგ, perf პროგრამა გამოყენებული იქნა უმოქმედო დროის ზარების გასაანალიზებლად. KWin_wayland-მა მოიხმარა პროცესორის დროის დაახლოებით 1% (1.5%), ხოლო KWin_X11-მა - 0.44%. amdgpu-ზე გამოძახებების რაოდენობა Wayland-ისთვის იყო 0.77% (1%), ხოლო X0.65-ისთვის - 11%. უმოქმედო რეჟიმში, X11 სესიამ შეასრულა დაახლოებით ორჯერ ნაკლები პროცესორის ინსტრუქცია, ვიდრე Wayland-ზე დაფუძნებულმა სესიამ.

შემდეგ სტატიაში ტესტები განმეორდა Kubuntu 24.04-ით, KDE Plasma 5.27-ით და Lenovo Y50-70 ლეპტოპით Intel CPU-თი და NVIDIA გრაფიკული ბარათით. შედეგები დაახლოებით იგივე იყო - Wayland-ის სესია ნაკლებად ეფექტური იყო, ვიდრე X11-ის. ენერგომოხმარება Wayland-ში იყო 22.42 ვატი და X21.86-ში 11, პროცესორის დატვირთვა უმოქმედო რეჟიმში იყო 0.067 0.050-ის წინააღმდეგ, კონტექსტური გადამრთველების რაოდენობა იყო 43.835/წმ 34.133/წმ-ის წინააღმდეგ, დატვირთვა 4K ვიდეოს VLC-ში ყურებისას იყო 12.54% 4.26%-ის წინააღმდეგ, WebGL-ის მუშაობა იყო 16 FPS 29 FPS-ის წინააღმდეგ.

მსგავსი ტესტები შემდგომში განხორციელდა Lenovo IdeaPad 3 ლეპტოპზე AMD CPU/GPU-ით, KDE Neon პროექტიდან ახალი ვერსიის გამოყენებით. VLC-ში 4K ვიდეოს დაკვრის ტესტში, X11-ის გამოყენებისას გამორთული კომპოზიტინგის დროს პროცესორის დატვირთვა იყო 3.72%, X11-ის გამოყენებისას კომპოზიტინგის ჩართვისას - 9.8%, Wayland-ის Color Accuracy (CA) რეჟიმით - 25.71%, Wayland-ის ენერგოეფექტურობის რეჟიმში (PE) - 31.51%. ამრიგად, Walyand-ის გამოყენებისას პროცესორის დატვირთვა 8-10-ჯერ მეტი იყო, ვიდრე X11-ის გამოყენებისას.

Walyand-ის გამოყენებისას 5-16%-ით მეტი შეფერხება გენერირდა. გრაფიკული პროცესორის დატვირთვის სხვაობა 2%-ის ფარგლებში იყო: Wayland (PE) — 56.33%, Wayland (CA) — 57.33%, X11 (Comp ON) — 57.98%, X11 (Comp OFF) — 56.81%. ენერგომოხმარების თვალსაზრისით, Wayland-მა 8-49%-ით მეტი ენერგია მოიხმარა: Wayland (PE) — 13.8-20.4 ვატი, Wayland (CA) -13.8-14.1 ვატი, X11 (Comp ON) — 10.7-12.1 ვატი, X11 (Comp OFF) — 11.4-14.9 ვატი. WebGL Aquarium-ის ტესტში, Wayland-ისა და X11-ის შედეგები დაახლოებით იგივე იყო: Wayland (PE) - 16-38 FPS, Wayland (CA) - 18-37 FPS, X11 (Comp ON) - 16-42 FPS, X11 (Comp OFF) - 21-42 FPS, თუმცა Wayland-ის გამოყენებისას ენერგიის მოხმარება დაახლოებით 8%-ით მეტი იყო.

და ბოლოს, ჩატარდა კიდევ ერთი ექსპერიმენტი, ამჯერად მოიცავდა GNOME-ს Fedora 42-დან და KDE Plasma 6.4-დან ან KDE neon-დან. ტესტირება ჩატარდა Lenovo IdeaPad 3 ლეპტოპზე AMD CPU/GPU-თი.

CPU უმოქმედო დატვირთვა: KDE X11 - 1.83%, KDE Wayland (PE) - 1.97%, KDE Wayland (CA) - 2.1%, GNOME Wayland - 2.2%.
ენერგომოხმარება უმოქმედო მდგომარეობაში ერთი ტერმინალის ფანჯრით: KDE X11 - 5.67-5.87 ვატი, KDE Wayland (CA) - 6.05-6.08 ვატი, KDE Wayland (PE) - 6.09 ვატი, GNOME Wayland - 5.83-7.62 ვატი.
GNOME Wayland კონფიგურაციაში უმოქმედო მდგომარეობაში გრაფიკული პროცესორის დატვირთვა ყველაზე დაბალი იყო, თუმცა ეს განსხვავება აიხსნება System Monitor-ისა და GNOME System Monitor-ის გაშვებული აპლიკაციების განსხვავებით.
perf უტილიტის მიერ შეგროვებული სტატისტიკის მიხედვით, CPU-ს ყველაზე ნაკლები დრო GNOME-ზე დაფუძნებულ კონფიგურაციაში დაიხარჯა.
VLC-ში 4K 60FPS ვიდეოს დაკვრის ტესტის დროს, Fedora-ში GNOME სესიამ ოდნავ ნაკლები CPU (29.6%) მოიხმარა, ვიდრე Wayland-ზე დაფუძნებულ KDE-ს ფერის სიზუსტის რეჟიმში (31.51%), მაგრამ მეტი, ვიდრე X11-ზე დაფუძნებულ KDE სესიაზე (9.8%) და Wayland-ზე ენერგოეფექტურ რეჟიმში (25.71%).
GPU რესურსების მოხმარების შეფასებისას, VLC-ში 4K 60FPS ვიდეოს დაკვრის ტესტში Fedora-ზე GNOME სესიამ მეტი GPU რესურსი მოიხმარა. მაგალითად, GNOME-ში Fedora-ზე GNOME-ში გრაფიკული მილსადენის დატვირთვა იყო 58.21%, Wayland-ზე დაფუძნებულ KDE-ში - 56.33% და 57.33%, ხოლო KDE X11-ში - 57.98%. ვიდეო მეხსიერების მოხმარება GNOME-ში Fedora-ზე ორჯერ მეტი იყო (50.89), ვიდრე Wayland-ზე დაფუძნებულ KDE-ში (23.29 და 24.60) და 15%-ით მეტი, ვიდრე KDE X11-ში (44.36).
ვიდეოს დაკვრისას ენერგომოხმარება: KDE X11 - 11.4-14.9 ვატი, KDE Wayland (CA) - 13.8-14.1 ვატი, GNOME Wayland - 12.5-15.6 ვატი, KDE Wayland (PE) - 13.8-20.4 ვატი.

მეტრული Fedora 42 Wayland KDE neon Wayland (PE) KDE neon Wayland (CA) KDE neon X11 (კომპ. ჩართულია) უმოქმედო CPU % (id) 97.8 98.03 97.90 98.17 კონტექსტური გადამრთველები (cs) 536 1195 1208 803 შეფერხებები (in) 929 1188 1173 937 ენერგომოხმარება (ვატი) 5.83-7.62 6.09 6.05-6.08 5.67-5.87 CPU-ს სიხშირე (ms) ~492,000 ~543,000 ~540,000 ~527,000 კონტექსტური გადამრთველები 9,468 | 19.244/წმ 14,415 | 26.547/წმ 16,120 | 29.864/წმ 6,021 | 11.436/წმ უმოქმედო CPU % ვიდეოების ყურებისას 70.4 68.49 74.29 90.20 ვიდეო პროცესორის დატვირთვა ვიდეოების ყურებისას 58.21% 56.33% 57.33% 57.98% VRAM 50.89 23.29 24.60 44.36 ენერგომოხმარება ვატებში ვიდეოების ყურებისას 12.5-15.6 13.8-20.4 13.8-14.1 11.4-14.9 FPS WebGL Aquarium ტესტში 26-29 16-38 18-37 16-42 ენერგომოხმარება WebGL Aquarium ტესტში 17-19 17-29 16-27 21-29

ტესტების შედეგები აჩვენებს, რომ X11-ის ჩამოწერა ნაადრევია და Wayland-ზე დაფუძნებული გადაწყვეტილებები დამატებით ოპტიმიზაციას საჭიროებს. X11 კვლავ აღინიშნება, როგორც ყველაზე ოპტიმალური გადაწყვეტა შესრულების თვალსაზრისით. Wayland-ის იმპლემენტაცია KDE-ში, სავარაუდოდ, უკეთესია, ვიდრე GNOME-ში - ტესტების მიხედვით, Fedora-ში იმპლემენტირებული GNOME Wayland სესია ნაკლებად პროდუქტიულია, ვიდრე KDE Wayland სესია, რომელიც, თავის მხრივ, ჩამორჩება KDE X11-ს.

წყარო: opennet.ru