Cifras concretas en el debate sobre la latencia de entrada: Wayland vs. X11

• Una publicación de blog leída ayer discutía las quejas de usuarios de Linux sobre la latencia de entrada en Wayland. Ese usuario describía una experiencia subjetiva, pero no pudo presentar evidencia clara.

• El autor, como usuario de Wayland, comparte la impresión de que la latencia del cursor es mayor que en X11. Aunque el experimento estuvo limitado por una cámara de 90 FPS, cree que usando una cámara de 240 FPS se podrían obtener resultados más claros.

Diseño del experimento

• El autor apuntó una cámara hacia la pantalla y el escritorio, incluyendo el cursor del mouse y la mano dentro del encuadre, y grabó el movimiento repetido del mouse.
• Se hicieron 16 grabaciones en sesiones Wayland y otras 16 en sesiones X11, y luego los archivos de video resultantes se convirtieron en una serie de JPEG para calcular desde el cuadro en que el mouse empezaba a moverse hasta el cuadro en que el cursor se movía.

Detalles del hardware

• Distribución: Fedora Workstation 41
• Versión de GNOME: 47
• CPU: AMD Ryzen 9 5950X
• GPU: AMD Radeon RX 7900XT
• Monitor: Gigabyte M32U (4k IPS @ 144.99, sin escalado de DPI)
• Mouse: Logitech G502 Lightspeed
• Cámara: iPhone 15 Pro, cámara lenta a 240 FPS

Limitaciones

• 240 FPS sigue sin ser suficiente. En una pantalla de 144Hz, eso equivale a menos de dos cuadros de cámara por cada refresco de pantalla.
• Los píxeles no cambian instantáneamente, así que hay cuadros ambiguos en los que el cursor apenas empieza a verse en su nueva posición.
• La grabación de video incluye cuadros duplicados. Se interpretaron como paso del tiempo y se calcularon de forma normal.

Resultados

• La latencia promedio en GNOME X11 fue de 16.7ms, mientras que en Wayland fue de 23.2ms, lo que muestra que Wayland tiene aproximadamente 6.5ms más de latencia del cursor que X11.
• No está claro si esta diferencia es estadísticamente significativa, pero sí hay una diferencia clara y consistente.

Conclusión

• Estos resultados demuestran que existe una diferencia en la latencia de entrada entre X11 y Wayland. Se necesitan más pruebas con hardware y tasas de refresco adicionales.
• Esta prueba no demuestra que Wayland tenga mayor latencia de entrada que X11 en juegos. Es posible que la latencia esté limitada solo al cursor. Se necesitan más pruebas.

[GN⁺]

Opinión de Hacker News

• Hay una opinión de que es importante diseñar los experimentos mediante el método científico. No se sabe por qué Wayland tiene latencia adicional, pero en los primeros tiempos de X11 también hubo muchas quejas sobre la latencia de pantalla. Wayland es una tecnología más nueva que X11, por lo que aún no ha sido suficientemente evaluada.

• Se explica cómo usar ffmpeg para obtener el "tiempo de presentación" de cada cuadro de un video. También se puede hacer algo parecido en el navegador web, y si la computadora no puede decodificar todos los cuadros lo suficientemente rápido, quizá sea necesario bajar .playbackRate.

• En una pantalla de 144Hz, Wayland tiene en promedio unos 6.5ms más de latencia del cursor que X11. Eso equivale a casi una actualización completa de pantalla, y en un monitor de 60Hz podría ser 1/60 de segundo. La mayoría de la gente no podría explicarlo, pero sí puede sentir la diferencia.

• Los resultados pueden variar según el compositor, la GPU y la configuración. X11 usa una sola implementación de servidor X, así que hay menos diferencias de este tipo. Puede haber un problema en el que muchas combinaciones de compositor/GPU no logran obtener planos de cursor por hardware.

• Wayland ya tiene 16 años, y en unos años tendrá una edad similar a la que tenía X cuando apareció por primera vez. Sin embargo, sigue habiendo opiniones de que todavía es peor que X.

• Hay una opinión de que los intentos de hacer que las soluciones existentes sean modernas y más fáciles de mantener no siempre tienen éxito. También hay críticas de que la nueva generación de desarrolladores carece de conocimientos sobre rendimiento y optimización.

• Cuando la GPU está sobrecargada, se producen grandes picos de latencia. No se hizo una prueba comparativa con X11, pero antes no ocurría este problema. La latencia adicional de cuadros por sí sola no es buena, y los picos ocasionales de latencia son muy molestos.

• En iPhone se pudo medir rápidamente usando isitsnappy.com, y se confirmó una latencia de 100ms en un juego de ritmo de Steam Deck mientras estaba conectado a la TV.

• Si Wayland siempre es un cuadro más lento que X11, podría valer la pena repetir el experimento configurando el monitor con una tasa de refresco muy baja.

• Esto probablemente dependa del compositor, y hay curiosidad por saber si es un problema de mutter o si también se puede reproducir en kwin.

• Hay una opinión de que, por falta de conocimientos de estadística, no se puede analizar si la diferencia es estadísticamente significativa. La estadística t de la prueba t de dos muestras es -4.74 y el valor p es 4.20e-05.