Το παρακάτω κείμενο αποτελεί προϊόν μετάφρασης ιστολογημάτων (blogposts) του Martin Gräßlin, KDE developer και εργαζόμενου στην Blue Systems. Η μετάφραση έχει γίνει από εμένα, χωρίς να έχει προηγηθεί συνομιλία μου με τον ιστολόγο (blogger). Οι σύνδεσμοι με την ημερομηνία κάτω από τον κάθε τίτλο, παραπέμπουν στο αρχικό άρθρο.
- Τι είναι αυτό που κάνει ένα «ελαφρύ» περιβάλλον εργασίας ελαφρύ;
Compositing και «ελαφρά» γραφικά περιβάλλοντα
Τι είναι αυτό που κάνει ένα «ελαφρύ» περιβάλλον εργασίας ελαφρύ;
Δημοσιεύτηκε στις 14 Απριλίου 2013
Τις τελευταίες μέρες αναρωτιόμουν τι είναι ένα «ελαφρύ» γραφικό περιβάλλον εργασίας. Και μπορώ να πω πως δεν μπόρεσα να βρω απάντηση στο ερώτημα αυτό.
Σκεφτόμουν διάφορα πράγματα, όπως «η αποτελεσματική διαχείριση μνήμης», το οποίο απέρριψα για προφανείς λόγους. Πρώτα απ 'όλα είναι δύσκολο να μετρηθεί η χρήση της μνήμης σωστά (δεν έχω δει κανέναν ο οποίος παρέχει αριθμούς να το κάνει σωστά, και αυτό περιλαμβάνει ιδιαίτερα και το Phoronix). Έπειτα είναι σαν να συγκρίνεις μήλα με τα πορτοκάλια. Η φόρτωση ενός υψηλής ανάλυσης wallpaper μπορεί να κάνει όλη τη διαφορά στη χρήση της μνήμης. Επίσης, αν το περιβάλλον εργασίας Foo παρέχει δυνατότητες που δεν προβλέπονται από το Bar, είναι προφανές ότι Foo θα χρησιμοποιεί περισσότερη μνήμη. Αλλά εξακολουθεί να είναι μήλα vs πορτοκάλια. Δεν είναι μια σύγκριση στη μνήμη, είναι μια σύγκριση των λειτουργιών. Και φυσικά θα μπορούσε κανείς να εξετάσει αν αξίζει το Time-memory-tradeoff.
Οπότε όλα αυτά εξαρτώνται από τις λειτουργίες; Προφανώς όχι. Αν υπάρχει ένα χαρακτηριστικό που χρειάζεται και χρησιμοποιεί ένας χρήστης τότε αυτό δεν μπορεί να είναι bloat. Το γεγονός ότι ένα γραφικό περιβάλλον έχει μόνο λίγα χαρακτηριστικά δεν μπορεί να είναι το κλειδί για να είναι ελαφρύ. Ώντας κακός τώρα: πολλοί άνθρωποι λένε πως το GNOME αφαιρεί χαρακτηριστικά, αλλά κανείς δεν θα έλεγε ότι το GNOME είναι ελαφρύ.
Τι γίνεται με την υποστήριξη παλαιών συστημάτων; Αυτό δεν είναι ελαφρύ, αυτό είναι υποστήριξη για παλιό υλικό. Και είναι κάτι το οποίο δεν έχει κανένα νόημα δεδομένου του νόμου του Moore. Γεγονός που θέτει το πρώτο ερώτημα: τι είναι παλιό υλικό; Ένα χρόνο, δύο χρόνια, δέκα χρόνια παλιό; Είναι ένας κινούμενος στόχος ή είναι ένα Pentium III για παντοτινή αναφορά; Βελτιστοποίηση για το παλιό υλικό σημαίνει να μην κάνεις χρήση των σύγχρονων δυνατοτήτων του hardware. Αλλά έχει νόημα να μην χρησιμοποιούμε σύγχρονο υλικό, εάν είναι διαθέσιμο; Η χρήση της GPU για πράγματα που η GPU μπορεί να κάνει καλύτερα από τη CPU είναι ένα καλό πράγμα, έτσι δεν είναι; Παραλληλοποίηση ενός υπολογισμού για multi-core επεξεργασία όταν είναι δυνατόν, είναι ένα καλό πράγμα, έτσι δεν είναι; Αλλά αν το κάνετε αυτό, τότε κάνετε βελτιστοποίηση για το σύγχρονο hardware και όχι για παλιό. Έτσι, λέγοντας κάποιος πως είναι καλός στο παλιό υλικό, συνεπάγεται ότι είναι κακός στο νέο υλικό; Επίσης, αναρωτιέμαι πώς μπορεί κανείς να βελτιστοποιήσει για παλιό υλικό; Οι προγραμματιστές τείνουν να έχουν νέο υλικό για να μην έχουν τέτοια προβλήματα. Και πώς μπορεί κανείς να κρατήσει υποστήριξη για το παλιό υλικό, όταν το πλήρες stack κινείται προς νέο υλικό; Ποιος δοκιμάζει τη λειτουργία του πυρήνα σε παλιό υλικό; Ποιος παρέχει DRI οδηγούς για πεπαλαιωμένο υλικό που δεν ταιριάζει σε σύγχρονες μητρικές κάρτες (ποιος θυμάται τις AGP ή PCI); Ποιος διασφαλίζει ότι το λογισμικό εξακολουθεί να λειτουργεί σε 32 bit συστήματα, ποιος θα παρατηρούσε μια τέτοια κατάρρευση για παράδειγμα στον X-Server; Έτσι, ελαφρύ δεν μπορεί να είναι το κατάλληλο για το παλιό υλικό. Και να θυμάστε: η βελτιστοποίηση για παλιό υλικό δεν είναι το ίδιο με τη βελτιστοποίηση για το σύγχρονο low-end hardware. Ακόμα και το Raspberry Pi έχει ισχυρότερη CPU (700 MHz) από το παλαιότερο Pentium III (450 MHz) - για να μην αναφέρουμε πράγματα όπως το OpenGL ...
Τι είναι τότε; Ας ρωτήσουμε τη Wikipedia. Για το Xfce μας λέει, ότι «στοχεύει να είναι γρήγορο και ελαφρύ, ενώ εξακολουθεί να είναι οπτικά ελκυστικό και εύκολο στη χρήση». Δυστυχώς δεν υπάρχει σύνδεσμος στο «ελαφρύ» και επίσης καμία αναφορά. Ας προσπαθήσουμε και πάλι, LXDE: "Ο στόχος του έργου είναι να παρέχει ένα περιβάλλον εργασίας που είναι γρήγορο και υψηλής ενεργειακής απόδοσης». Και πάλι υπάρχει πραγματικός ορισμός και απλά δηλώνει ένα στόχο. Αλλά συνεχίζει:
έγραψε: «Το LXDE έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί καλά με τους υπολογιστές στο χαμηλό άκρο του φάσματος απόδοσης, όπως τα παλαιότερα ή με περιορισμένους πόρους μηχανήματα, τα netbooks νέα γενιάς, και άλλους μικρούς υπολογιστές, ιδιαίτερα εκείνους με χαμηλά ποσά μνήμης RAM.
Δεν έχω ιδέα τι είναι το "netbook νέας γενιάς", αλλά ακούγεται σαν κάτι που ήταν σύγχρονο πριν από μισή δεκαετία. Αλλά φτάσαμε στο "είμαστε καλοί στο παλιό υλικό", το οποίο μόλις απορρίψαμε. Ενδιαφέρον είναι πως η Wikipedia έχει αναφορές για να αποδείξει ότι το LXDE είναι καλό στη RAM - δυστυχώς, είναι αναφορές στο Phoronix. Ντροπή σας, Wikipedia, αυτό είναι ένα "benchmark", το οποίο έχει χαρακτηριστεί ως έχον σοβαρά προβλήματα από ανθρώπους που καταλαβαίνουν το θέμα.
Ok, βάζοντας το Phoronix κατά μέρος, υπάρχει ένα ακόμη από τα ελαφριά desktops για έλεγχο. Razor-qt: "είναι ένα ελαφρύ, Qt-based ελεύθερου λογισμικού περιβάλλον εργασίας για το σύστημα X Window. Σε αντίθεση με το KDE περιβάλλον εργασίας που βασίζεται επίσης σε Qt, το Razor-qt αποδίδει συνήθως καλά ακόμα και όταν χρησιμοποιείται σε υπολογιστές με παλιότερο υλικό ". Να πάρει, πάλι μόνο ισχυρισμοί και δεν γίνεται καμία αναφορά για οτιδήποτε. Ποιος λέει ότι το περιβάλλον εργασίας KDE (τι είναι αυτό πάλι;) δεν αποδίδει καλά σε παλαιότερο υλικό; Και τι σημαίνει το "συνήθως" σε αυτή την πρόταση;
Έτσι, ότι μας δίνει η Wikipedia, είναι τσιτάτα bingo και διάφορους ισχυρισμούς χωρίς καμία απόδειξη (και ούτε ακόμη ένα «λείπει το σημείο αναφοράς"). Ας δοκιμάσουμε διαφορετικά και να πάμε απευθείας στα projects.
Το Xfce μας λέει ότι «είναι ένα ελαφρύ περιβάλλον εργασίας για UNIX-like λειτουργικά συστήματα. Στόχος του είναι να είναι γρήγορο και χαμηλό σε πόρους του συστήματος, ενώ εξακολουθεί να είναι οπτικά ελκυστικό και φιλικό προς το χρήστη." Το οποίο ακούγεται πολύ παρόμοιο με αυτό που έγραψε η Wikipedia. Δυστυχώς, τίποτα που να μας λέει τι σημαίνει ελαφρύ ή γρήγορο είναι ή χαμηλό σε πόρους συστήματος. Ασάφεια στην ασάφεια.
Το LXDE έχει επίσης τον ίδιο ορισμό όπως φαίνεται στη Wikipedia (ίσως θα πρέπει να σημειώσουμε τα wiki άρθρα αυτά ως διαφήμιση;), αλλά τουλάχιστον μας δίνει έναν ορισμό για το τι σημαίνει γι 'αυτούς ελαφρύ: «Χρειάζεται λιγότερη CPU και αποδίδει εξαιρετικά καλά με λογικές ποσότητες μνήμης.» Ασάφεια στην ασάφεια. Τι είναι η "λογική ποσότητα μνήμης» και η «λιγότερη CPU"; Συνέχεια σε διάφορα άλλα πράγματα, όπως "γρήγορα" και "εξοικονόμηση ενέργειας" (το οποίο ακόμα έρχονται και σε αντίθεση, π.χ. ως γρήγορα ορίζεται η λειτουργία σε υλικό από το 1999 και η μη απαίτηση 3D - πώς αυτό μπορεί να σημαίνει εξοικονόμηση ενέργειας σε νέο υλικό ας μου πει κάποιος). Το σημείο για την εξοικονόμηση ενέργειας είναι πολύ αστείο, αφού απλά λέει ότι είναι καλύτερο από «τα άλλα συστήματα». Ασάφεια στην ασάφεια.
Τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό: Razor-qt. Το Razor δεν λέει ότι είναι ελαφρύ:
έγραψε:Το Razor-qt είναι ένα προηγμένο, εύκολο στη χρήση και γρήγορο γραφικό περιβάλλον που στηρίζεται στις τεχνολογίες Qt. Έχει προσαρμοστεί για τους χρήστες που εκτιμούν την απλότητα, την ταχύτητα, και ένα διαισθητικό interface. Αντίθετα με τα περισσότερα περιβάλλοντα εργασίας, Razor-qt συνεργάζεται επίσης ωραία με αδύναμα μηχανήματα.
Ασάφεια στην ασάφεια. Τι είναι ένα «αδύναμο μηχάνημα", ποια είναι τα «περισσότερα γραφικά περιβάλλοντα"; Πού είναι η απόδειξη για άλλα DE πως δεν λειτουργούν καλά σε εκείνα που δεν ορίζονται ως «αδύναμα μηχανήματα»;
Και να 'μαι εδώ με τόσα φώτα, εγώ μωρός όσο και πρώτα...(ΣΜ: Φράση από τον Φάουστ του Γκαίτε που χρησιμοποιεί ο αρθρογράφος) Όλα αυτά που μπόρεσα να συμπεράνω από τη μελέτη του τι σημαίνει ελαφρύ, είναι πως κάποιος μπορεί απλά να δηλώσει ελαφρύς. Αν το συμπεριλάβεις στο όνομά σου, παίρνεις πόντους bonus. Φαίνεται πως αν το επαναλαμβάνεις αρκετά συχνά τότε και ο κόσμος θα το επαναλαμβάνει και θα μετατραπεί σε αλήθεια.
Compositing και «ελαφρά» γραφικά περιβάλλοντα
Δημοσιεύτηκε στη 1 Μαΐου 2013
Στη γενικότερη συζήτηση για τα «ελαφριά» γραφικά περιβάλλοντα desktop, διάβασα κάποιες φορές ότι θα πρέπει να απενεργοποιείται το Compositing στον KWin. Αυτό γίνεται στο πακέτο ρυθμίσεων «χαμηλών λιπαρών» του Kubuntu, αλλά είναι και κάτι για το οποίο ο Jos μίλησε στο πλαίσιο του Klyde.
Δεν έχω δει ποτέ μια εξήγηση σχετικά με το γιατί θα πρέπει το Compositing να έχει καν σημασία. Ως επί το πλείστον συνοψίζεται στο «το OpenGL είναι κακό» και «δεν θέλω 3D». Ας αφήσουμε λοιπόν τις «μαντεψιές ειδικών» πίσω και ας ρίξουμε μια καλή ματιά στο ερώτημα αν το Compositing έχει σημασία για το "ελαφρύ". (Θυμηθείτε: το «ελαφρύ» είναι ένα τσιτάτο χωρίς κανένα νόημα.)
Ας ξεκινήσουμε από ένα από τα «ελαφριά» θέματα: Τη μνήμη. Γι αυτό, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι ο KWin είναι διαχειριστής παραθύρων και Compositor. Δεν μπορείτε να έχετε μόνο τον διαχειριστή παραθύρων - ακόμη και αν το Compositing είναι απενεργοποιημένο. Δεν είναι σαν τον xcompmgr που τρέχει σε μια άλλη διεργασία. Για το δυαδικό αρχείο που φορτώνεται στη μνήμη, δεν έχει σημασία αν η σύνθεση είναι ενεργοποιημένη ή όχι. Το καθαρό δυαδικό που περιέχει τόσο τον διαχειριστή παραθύρων όσο και τον compositor έχει μέγεθος 1,3MΒ (στο Debian testing, που θα πρέπει να είναι το KDE SC 4.8). Όταν όμως ενεργοποιήσετε το compositing, φορτώνεται μια πρόσθετη βιβλιοθήκη που περιέχει τα εφέ. Είναι όλα σε μια βιβλιοθήκη ώστε να μη χρειάζεται να ανοίξετε 40 διαφορετικά αρχεία. (Και πάλι στο Debian testing) αυτή η βιβλιοθήκη έχει ένα μέγεθος της τάξης των 783K. Τα εφέ δεν συνδέουν καμία βιβλιοθήκη η οποία δεν είναι ήδη συνδεδεμένη με τον πυρήνα του KWin, οπότε γι αυτό μιλάμε όταν λέμε για το πρόσθετο κόστος της μνήμης κατά τη χρήση οποιουδήποτε desktop εφέ από πλευράς μεγέθους δυαδικύ : 783K!
Προφανώς το δυαδικό που χαρτογραφείται στη μνήμη είναι μία μόνο πτυχή. Υπάρχουν επίσης επιπλέον δομές δεδομένων που πρέπει να δημιουργηθούν στη σωρό. Δεν έχω καμία ιδέα για το πόσο πραγματικά χρειάζεται και δεν μπορώ να εξετάσω το σύστημά μου γιατί έχω έναν KWin με φορτωμένα σύμβολα αποσφαλμάτωσης (debugging). Αυτό που είναι σημαντικό να γνωρίζουμε είναι ότι μόνο τα εφέ που χρησιμοποιεί κάποιος φορτώνονται και κάνουν χρήση της μνήμης για τη δομή των δεδομένων τους. Επίσης, τα εφέ δεν φορτώνουν όσα χρειάζονται, αλλά περιμένουν μέχρι να ενεργοποιηθούν. Πχ, το εφέ του κύβου θα φορτώσει μια υφή φόντου, μόνο εάν ο κύβος ενεργοποιηθεί. Αλλά φυσικά τα εφέ δεν έχουν να κάνουν απλώς με τη χρήση compositing. Αν δεν θέλετε ένα εφέ, απλά απενεργοποιήστε το.
Το μεγαλύτερο κόστος από το compositing όσον αφορά τη μνήμη είναι πιθανότατα η χρήση της επέκτασης XComposite που ανακατευθύνει το rendering σε ένα X pixmap. Αυτό είναι κάτι το οποίο θα σταματήσει όταν θα είμαστε στον Wayland καθώς εφαρμογή και compositor μοιράζονται την προσωρινή μνήμη στην οποία η εφαρμογή κάνει το rendering.
Ακόμα κι έτσι όμως η χρήση της επιπλέον μνήμης δεν είναι απλά κάτι που πετιέται. Είναι απλά άλλη μια περίπτωση tradeoff χρόνου-μνήμης. Άσχετα παράθυρα δεν χρειάζεται να επανασχεδιαστούν αν ένα παράθυρο πάψει να είναι χαρτογραφημένο, μετακινηθεί ή αλλάξει μέγεθος. Απλά κοιτάξτε αυτό το σχόλιο από τη non-composited εναλλαγή των εικονικών επιφανειών εργασίας.
έγραψε:Κατά την εναλλαγή των εικονικών επιφανειών εργασίας, οι περιοχές στην επιφάνεια εργασίας που καλύπτονται από παράθυρα που πρόκειται να κρυφτούν επισκιάζονται πρώτα από νέα παράθυρα χωρίς φόντο (δηλαδή διαφανή) που τοποθετούνται ακριβώς κάτω από τα παράθυρα. Αυτά τα αόρατα παράθυρα αφαιρούνται και μετά η εναλλαγή είναι πλήρης. Αυτό μειώνει τις επανασχεδιάσεις της επιφάνειας εργασίας (wallpaper) κατά τη διάρκεια της εναλλαγής των επιφανειών εργασίας.
Χωρίς compositing μετακινούμε το tradeoff χρόνου-μνήμης προς μεγαλύτερη χρήση της CPU (δημιουργία των παραθύρων αυτών) για να αποτρέψουμε την ακόμα μεγαλύτερη χρήση της CPU. Με το compositing δεν χρειάζεται να κάνουμε τίποτα από αυτά. Έτσι, η απενεργοποίηση του compositing προφανώς δεν είναι η ασημένια σφαίρα για να είναι κανείς «ελαφρύς». Σημαίνει απλά τη μετακίνηση του κυλιόμενου επιλογέα του tradeoff χρόνου-μνήμης προς τη CPU.
Αυτό που απομένει είναι το ερώτημα για το OpenGL. Ξέρω ότι πολλοί άνθρωποι πιστεύουν πως υπάρχει για να έχουν ένα "3D desktop". Αλλά το desktop που χρησιμοποιώ εγώ είναι αρκετά δισδιάστατο.. Υπάρχουν άνθρωποι που λένε ότι το 2D είναι απλά μια ειδική περίπτωση του 3D. Κοιτάζοντας το OpenGL, σίγουρα αυτό ακριβώς είναι που ισχύει. Εφ' όσον δεν χρησιμοποιείται κάποιο εφέ που χρειάζεται την «3D πτυχή» του OpenGL, ο KWin απλά κάνει το 2D με το OpenGL. Η χρήση του OpenGL σημαίνει να κάνεις χρήση του υλικού που έχει σχεδιαστεί για να κάνει αυτές τις εργασίες, αντί να τις κάνεις στη CPU που δεν έχει σχεδιαστεί για αυτό. Τι γίνεται όμως αν κάποιος δεν έχει το υλικό για αυτό; Μια έγκυρη ερώτηση, αλλά εκτός πλαισίου του KWin. Αν το σύστημά σας παρέχει μόνο rendering μέσω λογισμικού τότε ο KWin επανέρχεται αυτόματα σε XRender based compositing.
Η τελευταία πτυχή για αναφορά στο πλαίσιο του OpenGL είναι η υφή από pixmap. Δεν ξέρω πως έχει εφαρμοστεί στους οδηγούς, έτσι δεν ξέρω αν χρειάζεται επιπλέον μνήμη ή όχι. Αν ανησυχείτε όμως γι αυτό: το XRender δεν χρειάζεται υφή από pixmap.
Οπότε όπως μπορείτε να δείτε το compositing έρχεται με λίγο μεγαλύτερη χρήση της μνήμης, αλλά μειώνει τη χρήση της CPU. Δεν θα μπορούσα να πω τι είναι γενικά καλύτερο, αλλά λιγότερη χρήση CPU σημαίνει CPU που κοιμάται. Δεδομένου βεβαίως του ότι ορισμένα εφέ είναι κινούμενα, κάτι που απαιτεί επίσης τη χρήση της CPU. Εάν ανησυχείτε γι αυτό, είναι καλύτερα να απενεργοποιήσετε τα ίδια τα εφέ ή να ρυθμίσετε την καθολική ταχύτητα κίνησης σε άμεση από το να απενεργοποιήσετε εντελώς το compositing.
Και αν προσπαθήσετε να είστε "ελαφριοί" και να παίξετε με τις ρυθμίσεις του compositing: μια άσχετη αλλαγή μπορεί να καταστρέψει όλα τα οφέλη σας. Απλά φανταστείτε να απενεργοποιούσατε το compositing επειδή θέλετε ένα "ελαφρύ" σύστημα και στη συνέχεια να ενεργοποιούσατε μια διακόσμηση παραθύρου που χρησιμοποιεί QML (που είναι διερμηνευόμενος κώδικας) και κάνει κινούμενες παραστάσεις;
