針對 嵌入式設備 或 資源有限的系統,選擇 X11 或 Wayland 會影響系統效能與穩定性。以下是從 記憶體佔用、效能、延遲、啟動速度、Qt 整合程度 等多面向的比較。
1. 記憶體佔用:Wayland 通常較低
項目 | Wayland | X11 |
---|---|---|
基本架構 | 現代化、模組化、最小核心 | 過去累積多功能,龐大 |
使用最小 compositor(如 weston , cage )時 | 佔用小,~10–50MB | Xorg 本身就約 50–100MB(無桌面環境) |
搭配桌面環境(GNOME/KDE) | 增加不少,GNOME Wayland >200MB | GNOME X11 類似甚至稍低 |
➤ 小結 | ✅ Wayland 較省 RAM(在最小配置下) | ❌ X11 偏重,但成熟 |
2. 效能(繪圖速度、延遲):Wayland 通常表現更好,但不總是
項目 | Wayland | X11 |
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Frame latency(幀延遲) | 較低(合成器直接控制輸出) | 較高(透過 X server 中介) |
螢幕更新效率(無撕裂) | 支援 VSync、zero-copy(新 GPU) | 有撕裂風險,需額外處理 |
OpenGL 效能 | 直接支援 GPU buffer sharing | 較多轉換、效率較差 |
嵌入式 GPU(如 Raspberry Pi) | ✅ Weston 對 DRM 支援好 | ❌ X11 通常需額外合成 |
➤ 小結 | ✅ Wayland 在支援良好平台上效能更好 | ❌ X11 有中介延遲與轉譯負擔 |
3. 啟動速度:Wayland 較快
項目 | Wayland | X11 |
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啟動流程 | compositor 直接啟動 | 需啟動 Xorg、WM、應用 |
headless/kiosk 啟動時間 | 幾百毫秒至 1 秒 | 往往要 2–3 秒以上 |
➤ 小結 | ✅ 輕量化 Wayland 啟動快 | ❌ X11 架構偏老啟動慢 |
4. Qt 整合與穩定性:X11 更成熟、Wayland 新但還不完美
項目 | Wayland | X11 |
---|---|---|
Qt 支援狀況 | 好(QtWayland 完整)但個別功能偶有問題 | 非常穩定成熟 |
複雜視窗功能(如拖放、多視窗、clipboard) | 需要 compositor 支援,實作不一 | 基本都有 |
舊應用相容性 | ❌ 常需改程式 | ✅ 直接可用 |
➤ 小結 | ✅ Wayland + Qt 越來越好,但需測試 | ✅ X11 支援最穩定可靠 |
總結對比表(嵌入式 / 單一 Qt 應用環境)
項目 | Wayland | X11 |
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🔋 記憶體佔用 | ✅ 較低(尤其 weston、cage) | ❌ 較高(Xorg 本身較重) |
⚙️ 圖形效能 | ✅ 較高,延遲低、撕裂少 | ❌ 有效能瓶頸 |
🕒 啟動速度 | ✅ 快(可秒啟) | ❌ 慢(程序多) |
🛠️ Qt 整合與穩定性 | 🟡 漸佳,但需測試與搭配 compositor | ✅ 非常穩定、支援齊全 |
📦 相容舊程式 | ❌ 通常需重寫或改參數 | ✅ 幾乎無痛運行 |
💻 工具/開發成熟度 | 🟡 新興中,尚未統一 | ✅ 非常成熟,工具眾多 |
建議:
選 Wayland 的情況:
-
嵌入式、kiosk、單一 Qt app
-
你希望極致輕量、省記憶體
-
用新一點的 GPU / 驅動,支援好 Wayland(如 i.MX8、Raspberry Pi 4)
選 X11 的情況:
-
需要多視窗、多應用協同
-
要相容舊程式(甚至使用
x11vnc
、X11 forwarding) -
你不需要極致優化(例如跑在 PC 而不是嵌入式板子)
什麼是 Compositor(合成器)?
在 Wayland 架構中:
Compositor 是一個負責「顯示管理」的程式,它接收所有應用程式繪製的畫面,然後組合(合成)起來顯示在螢幕上。
換句話說,它:
-
管理視窗的顯示位置、大小、疊放順序
-
接收輸入事件(滑鼠、鍵盤)並分發給對應的應用
-
控制螢幕的繪製、合成畫面(compositing)
-
管理多顯示器、vsync、動畫等
🔧 在 X11 和 Wayland 的差別
項目 | X11 | Wayland |
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顯示核心 | Xorg (X server) | Compositor |
合成誰處理 | 視窗管理器/外掛(如 compton) | Compositor 一手包辦 |
範例程式 | Xorg + openbox | weston , sway , cage , wayfire 等 |
你的需求:「A 程式啟動 B 程式」——需要什麼?
你如果想在 Wayland 環境下執行多個程式,同時管理多個視窗,那你:
需要一個支援多視窗的 compositor。
例如:
Compositor | 是否支援多視窗 | 適合用途 |
---|---|---|
weston | ✅ 是 | 官方範例,適合開發與測試 |
sway | ✅ 是 | 輕量級 i3-like 窗口管理器 |
wayfire | ✅ 是 | 輕量視窗合成器,有桌面動畫 |
cage | ❌ 否 | 僅支援單視窗,適合 kiosk 模式 |
如果你 沒有使用支援多視窗的 compositor,就會有問題
例如使用 cage
(kiosk-only)時,它只允許一個全螢幕應用,你啟動第二個就會出錯或覆蓋前一個。
建議方案(你要跑多個 Qt 應用):
組件 | 建議 |
---|---|
顯示系統 | Wayland |
Compositor | weston (或 sway ) |
啟動程式 | startx / weston-launch / systemd |
多程式協作 | 使用 QProcess , fork/exec , 或 shell script |
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