Konkrete Zahlen zur Diskussion über Eingabeverzögerung bei Wayland vs. X11

 (mort.coffee)
2 Punkte von GN⁺ 2025-01-27 | 1 Kommentare | Auf WhatsApp teilen

  • In einem gestern gelesenen Blogbeitrag diskutierten Linux-Nutzer Beschwerden über die Eingabeverzögerung unter Wayland. Der betreffende Nutzer beschrieb zwar seine subjektive Erfahrung, konnte jedoch keine eindeutigen Belege vorlegen.

  • Der Autor teilt als Wayland-Nutzer den Eindruck, dass die Cursor-Verzögerung größer ist als unter X11. Das Experiment war zwar zunächst durch eine Kamera mit 90 FPS begrenzt, doch der Autor war der Ansicht, mit einer 240-FPS-Kamera klarere Ergebnisse erzielen zu können.

Versuchsaufbau

  • Der Autor richtete die Kamera auf Bildschirm und Schreibtisch, sodass sich sowohl der Mauszeiger als auch die Hand im Bild befanden, und zeichnete wiederholte Mausbewegungen auf.
  • Sowohl in Wayland- als auch in X11-Sitzungen wurden jeweils 16 Aufnahmen gemacht. Anschließend wurden die Videodateien in eine JPEG-Serie umgewandelt, um die Anzahl der Frames vom Beginn der Mausbewegung bis zur Bewegung des Cursors zu zählen.

Hardware-Details

  • Distribution: Fedora Workstation 41
  • GNOME-Version: 47
  • CPU: AMD Ryzen 9 5950X
  • GPU: AMD Radeon RX 7900XT
  • Monitor: Gigabyte M32U (4k IPS @ 144.99, keine DPI-Skalierung)
  • Maus: Logitech G502 Lightspeed
  • Kamera: iPhone 15 Pro, Zeitlupe 240 FPS

Einschränkungen

  • 240 FPS sind noch immer nicht ausreichend. Bei einem 144-Hz-Bildschirm entspricht das weniger als zwei Kamera-Frames pro Bildschirmaktualisierung.
  • Pixel wechseln nicht sofort, daher gibt es uneindeutige Frames, in denen der Cursor an der neuen Position gerade erst sichtbar wird.
  • Die Videoaufzeichnung enthält doppelte Frames. Diese wurden als Zeitverlauf interpretiert und entsprechend korrekt berücksichtigt.

Ergebnisse

  • Die durchschnittliche Verzögerung unter GNOME X11 lag bei 16,7 ms, unter Wayland bei 23,2 ms. Damit zeigte Wayland etwa 6,5 ms mehr Cursor-Verzögerung als X11.
  • Ob dieser Unterschied statistisch signifikant ist, bleibt unklar, aber es zeigt sich ein deutlicher und konsistenter Unterschied.

Fazit

  • Diese Ergebnisse belegen, dass es einen Unterschied bei der Eingabeverzögerung zwischen X11 und Wayland gibt. Weitere Tests mit zusätzlicher Hardware und anderen Bildwiederholraten sind erforderlich.
  • Dieser Test beweist nicht, dass Wayland in Spielen eine höhere Eingabeverzögerung als X11 verursacht. Es könnte sich um eine Verzögerung handeln, die nur den Cursor betrifft. Weitere Tests sind nötig.

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1 Kommentare

 
GN⁺ 2025-01-27
Hacker-News-Kommentare

  • Es gibt die Meinung, dass es wichtig ist, Experimente nach wissenschaftlichen Methoden zu entwerfen. Der Grund für die zusätzliche Latenz von Wayland sei zwar unklar, aber schon in den frühen Tagen von X11 habe es viele Beschwerden über Bildschirmverzögerungen gegeben. Wayland ist eine neuere Technologie als X11, daher wurde sie noch nicht ausreichend geprüft.

  • Es wird erklärt, wie man mit ffmpeg die „Presentation Time“ jedes Frames eines Videos erhält. Ähnliches lässt sich auch im Webbrowser tun; wenn der Computer nicht alle Frames schnell genug dekodieren kann, muss man eventuell .playbackRate niedriger setzen.

  • Auf einem 144-Hz-Bildschirm hat Wayland im Durchschnitt etwa 6,5 ms mehr Cursor-Latenz als X11. Das entspricht fast einer vollständigen Bildschirmaktualisierung, und bei einem 60-Hz-Monitor kann es 1/60 Sekunde sein. Die meisten Menschen können das zwar nicht erklären, aber den Unterschied spüren.

  • Die Ergebnisse können je nach Compositor, GPU und Konfiguration variieren. X11 verwendet nur eine einzige X-Server-Implementierung, daher sind solche Unterschiede dort geringer. Bei vielen Compositor/GPU-Kombinationen könnte es Probleme geben, keine Hardware-Cursor-Plane zu bekommen.

  • Wayland ist inzwischen schon 16 Jahre alt und wird in ein paar Jahren ungefähr so alt sein wie X bei dessen ursprünglicher Einführung. Trotzdem gibt es weiterhin die Einschätzung, dass es noch immer schlechter als X ist.

  • Es gibt die Ansicht, dass Versuche, bestehende Lösungen modern und leichter wartbar zu machen, nicht immer erfolgreich sind. Kritisiert wird, dass einer neuen Generation von Entwicklern Wissen über Performance und Optimierung fehle.

  • Wenn die GPU überlastet ist, treten große Latenzspitzen auf. Ein Vergleichstest mit X11 wurde zwar nicht gemacht, aber früher habe es solche Probleme nicht gegeben. Zusätzliche Frame-Latenz sei an sich schon schlecht, und gelegentliche Latenzspitzen seien äußerst nervig.

  • Auf dem iPhone ließ sich mit isitsnappy.com schnell messen, und es wurde bestätigt, dass bei einem Steam-Deck-Rhythmusspiel im an den Fernseher angeschlossenen Zustand 100 ms Latenz auftraten.

  • Wenn Wayland immer einen Frame langsamer als X11 ist, könnte es sich lohnen, das Experiment mit einer sehr niedrigen Monitor-Bildwiederholrate zu wiederholen.

  • Das hängt wahrscheinlich vom Compositor ab, und es wird gefragt, ob es sich um ein mutter-Problem handelt oder ob es sich auch unter kwin reproduzieren lässt.

  • Es gibt die Meinung, dass wegen fehlender Statistikkenntnisse nicht beurteilt werden kann, ob der Unterschied statistisch signifikant ist. Die Zwei-Stichproben-t-Statistik beträgt -4,74 und der p-Wert 4,20e-05.