通常會發現 CPU 吃得滿兇的。
會發生上面那些問題可能有很多原因:
- 有可能是驅動程式的問題，因為顯示卡沒有被正確驅動造成 2D 硬體加速沒被致能。
- 也有可能是應用程式 Firefox 的問題。
- 可能是 desktop environment (如 KDE、GNOME 或 Xfce 等...) 或是 toolkit 的問題。
- 或是 X Window 系統本身的問題。
- 當然也不排除其它沒列出來的原因。
驅動程式的問題
這是有可能的，舉例來說，有重灌過 Windows 的人可能會發現剛灌完的 Windows 雖然螢幕解析度不高，可能只有 800x600 但是用起來畫面卻會鈍鈍的。一旦驅動程式灌完，即使解析度調高用起來也不會有 lag 的現象。應用程式 Firefox 的問題
沒記錯的話，曾經在 XP 下比較 Firefox 和 IE 7 捲動的流暢度，在 IE 下捲動網頁比 Firefox 流暢 (但就 JavaScript 而言，依據 CNET 的測試 IE 卻是最慢的)。但這也無可厚非，畢竟 IE 不像 Firefox 支援多種 W3C 的標準，要知道 W3C 所定的一些標準其實是很複雜的 (例如 CSS 和 DOM)，相較於 Firefox，IE 對於 W3C 標準的支援似乎就沒那麼好 (也不支援 SVG)，或許因此在設計上就簡化了許多。X Window 系統本身的問題
提到 X Window 系統的問題，算得上是一個歷史的包袱。X Window 從 1984 年發展到現在已經將近 25 年了，當初設計時採用的主從式架構 (client-server architecture) 長久發展以來一直都沒有改變，這種架構雖然可以保有良好的網路通透性 (network transparency)，卻因為如此造成圖形上的效能低落，這也就是為什麼當初蘋果電腦決定不採用 X Window 而自行研發 Quartz 作為 Mac OS X 的 window server。Quartz 其中一位作者 Mike Paquette 說: 「一旦蘋果電腦將所有希望被支援的功能加入 X Window，它可能將不再像是一個 X Window 而且也不會和其它的 server 相容」*。由於 X Window 推出已經很久了，累積了許多為 X Window 開發的應用程式，這些程式都是建構在古老的 X Window 架構上，形成 X Window 在架構改善上的一大障礙，一旦 X Window 真的翻新了軟體架構，勢必會造成許多舊有應用程式因相容性的問題而無法執行。很早之前 X Window 圖型效能不佳的問題就已經被提出來了，造成問題的潛在因素包括:
- 當 X client 向 X server 發送同步化的請求時 (synchronized request)，client 將訊息發送出去後需等待 server 做出回應，這時 client 的執行就會 block 住，直到取得回應或 timeout 為止。從訊息發出直到取得回應這段時間叫做 round-trip delay time (即一趟訊息往返的時間)，round-trip delay time 對效能有重大的影響。除非 client 可以再開一個執行緒繼續執行下去，用類似這種方式暫時跳過等待的時間，不過這種方式會增加設計上的難度，此外若後續程式的執行與 server 傳回的回應有關，則 client 仍舊必需得到結果才能往下繼續執行。
- 當 X client 與 X server 都在同一個 CPU 或同一個核心中執行時，系統需要額外的 context switch 才能在 client 與 server 之間輪流執行各別的程式碼。
- X client 與 X server 都要對傳送的命令作格式化以及緩衝的處理，對於各種請求的回應也必需遵照 X Window 的通訊協定，造成經常性 CPU 資源的浪費 (overhead)。
- 在一些具有快取 (cache) 機制的處理器中 (例如 ARM 9)，X client 與 X server 間的 context switch 會清除 (flush) 快取的內容，進一步降低執行效率。
X Window 相關後續發展
前面提到 5 點可能的問題中，第 4 點即 X Window 的問題應該算是比較嚴重且普遍存在的問題。至於其它，大部份是出自個人的懷疑，到底對效能的影響有多大可能還要很多時間去研究才能得知了。不過在網路上找到的，大部份都是在討論 X Window 架構對 GUI 的影響，所以我想這應該是目前最迫切的問題。針對 X Window 的問題，目前所找到的兩個解決方法 Wayland 與 MicroXwin 是我個人認為比較有希望的。依我個人的了解 Wayland 是透過 DRI/DRI2 的方法，讓應用程式能夠直接取得 framebuffer 或是 offscreen pixmap 讓應用程式能夠直接在上面繪圖，因此等於是跳過了 X server 讓應用程式直接透過 kernel 存取繪圖裝置；至於 MicroXwin 所用的方法就是大家以前常提的: 「將 X server 搬進 kernel」，這麼一來不但可以改善 GUI 效能，也可以保持對既有應有程式的相容性。MicroXwin 或許可以在短時間內得到 GUI 效能的提升，不過長期而言或許 Wayland 才是真正的解決之道，因為大家都知道目前的 X.Org 已經是一個過於擁腫龐大的系統，而 client-server 架構也增加 X Window 程式設計上的困難與複雜度 *，程式可能會因此變得 buggy，所以走極簡路線的 Wayland 應該能大幅改善當前的情況。
發表文章
8 意見:
期待 x window 能夠趕快改善 ~~
不知有沒有發行版開始考慮新的架構了？
我想一時間或許是無法得到理想的解決方案。
Wayland 才剛起步，還有一段很長的路要走，因為它架構不同，所以現有的 toolkit 都要 port 過去，此外 driver 的支援也是一個問題，Wayland 所用 Intel 開發的 GEM (Graphics Execution Manager) 要到 2.6.28 以後的 kernel 才有支援，至於其它廠家 (如 NVidia) 的 driver 是否願意跟進也還是個問號 (除非 NVdia 願意公開顯示卡的 data sheet 讓社群自行開發 driver)。
而 MicroXwin 雖然它的相容性比較好，架構的改變不像 Wayland 那麼大，但是目前也只支援有限的 distro，而它的 kernel 又不是 open source 所以一般的開發者也無法對它做改進。
這裡還有一些相關文章:
Wayland：Linux的新X Server (簡體中文)
Wayland最新动态 (簡體中文)
Linux Kernel 2.6.30下Intel显卡性能有大幅提升！ (簡體中文)
此外 Wayland 也出現在 Fedora 的 Whiteboards 或許將來有機會進入這個 distro
我提一些之前的經驗，當作參考:P
關於Firefox部份，flash和卷動速度兩個的議題不太依樣。(我以Firefox 3為基礎來說)Flash這個問題比較複雜：大致上來說，一個是flash player有的版本播放有問題，或者是他的player是針對windows優化。我剛剛試了一下，發現youtube全螢幕只要不要讓下面toolbar突然顯示消失，就不會lag了。一但時間軸突然產生，影片就會卡住，這個和youtube的player設計有關，應該是舊版的player。另外看到土豆網的影片，在3D特效開/關以及全螢幕以及各種timebar顯示消失，都很順暢。以前的土豆網flash player在Linux上也像youtube一樣。可是土豆網換過一次player，而這個新的版本在linux上就非常順，影片的話土豆網的影片有的本來就很卡，這要看影片提供者而定。而我的解決方式是，如果遇到flash movie很卡的，我就下載回來看，順的我才再網路上看，這樣就沒問題了。另外flash在一堆廣告時CPU用量標高的問題，反倒是更頭痛的。
Firefox捲動的問題有兩種情況。以前的firefox捲動速度普通，而且我再猜因為gtk的關係，所以卷動速度在高速下顯的慢，在複雜的情況下firefox才會贏過IE。一般來說，以前的捲動速度算是普通。然而到了linux下，問題是卡在Firefox只要在KDE上跑，會有scroll bar 的卷動delay，這個和kde/gnome銜接有關(不過剛剛看了一下，你應該是用gnome)。然而到了firefox 3，因為rendering engine是新推出的，在複雜頁面下如果不開3D，還ok。如果一開3D，會lag到嚇死人。然後依堆複雜圖片以及flash一起來，幾乎卷不了。剛剛查了一下，發現到只要把平滑捲動關閉，卷動問題會小很多。至於hardware rendering問題的修改，可能要再設定一下。這個部份，可能要等到Firefox 3.5推出，應該會改善很多。畢竟新推出的scalable webpage以及平滑捲動，看起來還是會比較好。現在如果想讓卷動速度加快，建議把firefox升到最新版本，絕對會有很大的改善。
至於Xorg方面， Xserver 1.4 使用的事傳統 server/client架構。 Xserver 1.5 開始引用server/client結合的概念，速度開始提升，不過主體架構還是舊的。到了Xserver 1.6，server/client 在主機上被徹底結合，顛覆了傳統架構。速度的增加真的是有幾倍，一點也不誇張(因為我從Xserver 1.4用到1.6，所以有很大的感覺)。這應該就是所謂的wayland吧，因為我看上面的敘述，和Xserver1.6的新特性非常像，像是"讓應用程式能夠直接取得 framebuffer 或是 offscreen pixmap "這個特性在Xserver 1.6出現，另外還有EXA/XAA加速等。缺點是，因為server/client被徹底結合，所以只要GUi一當掉，就得重開機，這和以前windows的缺點很像。這個部份的話呢，就要靠Xserver的努力，把以前的優點和現在的優點結合起來，或者是設計出令一種穩定的架構。
Xserver 1.6，很有可能還是再untable or testing裏面。在Opensuse中，Xserver 1.6只有在factory(未來的Opensuse 11.2 套件)裡面才有。至於安裝上的細節，我最近有po依兩篇關於x server安裝上的注意事項。
另外，Opensuse 的build service上有時候會有ubuntu的套件歐，可以去看看XDD。
抱歉，昨天真的是弄錯了，看到你的職稱是MS 軟體工程師，還以為是Windows的fans，原來是弄錯了XDD。我有送出加入好友的邀請了。以後歡迎多多光臨 ^___^
感謝茶米在小弟的寒舍留下這麼多的意見，真的是非常熱心。
其實會被誤會是 Windows 的 fans 也是很正常的事，因為在簡介中說自己是 Ex-軟體工程師 for MS Windows App. 或許大家一看到 MS Windows 就開始有點反感了。其實小弟目前正在待業中，而在金融風暴之前的身份是軟體工程師，主要的發展平台是在 MS Window，所以簡介中才會提到這個很敏感的公司，重點在於頭銜前面的那一個 Ex-，跟 ex-girlfriend 的用法一樣，代表是前一任的意思。(也許要思考一下新的頭銜，比較不會引起誤會)。因為以後比較想朝 Linux 的方向發展，所以目前正在找的都是和 Linux 比較有關的工作，只不過小弟在 Linux 上開發的經驗可以算是 0，所以要找到這樣一份工作實在不太容易。
另一個造成誤會的原因，可能是因為上次在你 blog 留的意見，看起來有點像是在批評 Linux 的 GUI，這點實在很抱歉，怪就要怪小弟用詞不當，留意見時沒有注意措詞。不過小弟主要是求好心切，希望能藉由自己的使用經驗能夠讓人能稍微注意效能這方面的問題，並提出一點點改進的想法，沒想到做得太過火了而弄巧成拙 ^^" 如果茶米有稍微看過敝人之前在此網誌發表的文章，應該就能辨認小弟其實是偏好 Linux 的 =]
CPU 用量飆高也許是因為 GUI 太耗資源的關係，感覺有時因為 CPU 在處理 GUI 忙不過來，所以才會造成畫面有點卡，而正在播放的 mp3 也會因此暫時停掉。其實小弟比較在意的是當 XP 和 XOrg 兩個擺在一起比較時情況，當初剛開始用 Ubuntu 時個人心理上會預期 XOrg 的流暢度應該會和 XP 差不多，不過實際上 XP GUI 的表現個人感覺起來似乎是比較流讚暢 ... 不過這樣的說法也不全然代表 XOrg 就真得有很大的問題，這也只能算是一個個案。因為小弟這邊用的是主機板內建的 Sis 顯示卡，基本上這塊卡的硬體規格算是 close 的，所以可能許多 Xorg 一些較新的技術 (如: DRI/DRI2, GEM, UXA/EXA/XAA) driver 都不是支援得很好，也無法將硬體所有的功能都發揮出來，所以如果只因為個人單一個案就以偏概全的認定 XOrg 的能力就不是很客觀，也許改用 Intel 或 ATI 的顯示卡這些問題就不會麼嚴重或是甚至表現得比 XP 更好 =] 不過最終還是希望這些硬體廠商能夠加強對 Linux 的支援並且開放規格，這樣才能比較有效地決解這方面的問題。
哈哈，主要不是因為看到你是MS software，是文章內容和投銜接在一起才會稿錯XD。其實阿，我並不會說討厭什麼(自己是不愛用win)，之前是怕說筆戰，結果後來弄錯了(看到這個blog後)，真是不好意思呢。
話說我之前都在用xorg的非加速介面以及compiz 3D介面，所以一開始根本就不知道原來xorg會lag :p(畢竟差異幅度真的不大，是你說到這個我才發現到，哈哈)。我只是用了新的xorg，發現怎麼那麼快，就很愛用了。
其實阿，現在有些3D/2D特效系統，如果寫的不好，就有可能大量用CPU，其實這個是很怪的。Gnome的compiz比較不會，因為之前用起來，爛顯卡都跑的很順暢。而KDE的2D/3D特效，因為是新創的，就會出現CPU大量佔用，這個其實真的是要改進的地方，那就看KDE團隊的表現拉XDD。我覺得等KDE4.5出來，應該會是個不錯的系統。現在才快到4.3而已呢。
Xorg，新的是比較快，可是，對於我那個mobility radeon x1300，不知道是radeonhd還是xorg還是kde特效的問題，當到我快抓狂了！！！電腦一直重開真的是很xxxx。總覺得我的筆電很愛和Linux打架，每次都要調老半天。桌機卻一下子就很正常了。很希望Xorg在推出新架構時，考慮穩定性的問題，不然真的可能落入windows之前的狀況。不過後來發現用kde 4.3svn比較會當掉，現在用回4.2.85就沒問題了。覺得是KDE導致radeonhd發出exception，然後導致xorg崩潰。
close source顯卡的問題，除了SIS，intel也會有這種現象。之前用intel時，kde特效是能用，但不是很順。然後在scilab5畫圖時，視窗是黑的(後來查詢，才發現是顯卡問題)。而SIS我以前有用過，對他印象非常,非常的差。如果忍受不了，換顯卡是明智的選擇XDD(我桌機剛買了個1500元的ati 4350，超級順的)。對了，xserver 1.6有兩種加速系統，一般如果沒有設定的話，他會幫你選(可以查/var/log/Xorg.0.log)，查詢(exa/xaa/shadowfb)
Exa: 新的加速系統，對於有些顯卡很容易當機(我筆電如果同時開一堆程式，用exa，基本上就會當掉，桌機因為速度夠快，沒測過)
Xaa: 舊的加速系統，比較慢，但穩定(依搬顯卡會使用這個加速)
shadowfb: 軟體加速，有的顯卡不夠力，可能會開這個。這對於3D/2D加速都有影響
如果要嘗試EXA的話，再/etc/X11/Xorg.conf(一般是這個路徑)的device section可以設定，不同顯卡的設定方式不同，有可能會當機，如果當機得切回console (fallback，一般distro應該都有)，然後改回設定。如果怕弄錯要先把原來的xorg.conf備份。如果Xserver 1.5/1.6都有用過的，應該會明顯改覺到加速的差異，尤其是反應時間。
: "然後在scilab5畫圖時，視窗是黑的"
小弟見識淺薄...沒聽過這套軟體，不過從字面上看來似乎和 MATLAB 有點關聯，猜想可能是茶米在工作或課業上會用到的工具吧。自己在寫部落格，也希望能在內容裡多加入一些圖片、GIF 甚至是自製 YouTube 影片或 Flash，一方面圖文並茂會比較易於了解，另一方面看起也比較不會單調，不過一切都要從零開始學起，畢竟不是讀美工相關科系的。目前比較常用的是 GIMP 和 Inkscape，而 Blender 也才剛開始摸，之後可能會寫一些關於量子計算機的東西，如果要圖示說明，會 MATLAB 這類的工具應該也會有不少幫助吧。
： “SIS我以前有用過，對他印象非常,非常的差。如果忍受不了，換顯卡是明智的選擇XDD(我桌機剛買了個1500元的ati 4350，超級順的)。”
當初曾想過要買一塊顯示卡，也許就可以把 Compiz 打開了，不過沒想到家中桌機遇到不穩定當機的問題目前為止還無法解決，原本是打算等換新電腦再來考慮，不過聽你提到 1500 元的價格可能我要重新評估是否要先買一塊來用了，不知道 Linux driver 對 ATI 4350 的支援度如何，可能要先上網先來做點功課了 =]
: "如果要嘗試EXA的話，再/etc/X11/Xorg.conf(一般是這個路徑)的device section可以設定，不同顯卡的設定方式不同"
看了一下 log，就如同你說的的確是用 XAA，可以找時間來試一試，或許真的可以變得快一點 =]
p.s. 上次有在你很舊的一篇部落格文章留言，不知道有沒有發現，如果沒有可以參考一下。
呵，那篇不見了啦(不小心砍掉的)。我後來檢查桌機上的，是開XAA模式。Fglrx似乎不讓人家設定加速模式，radeon的才可以，其他的要用man driver-name來看。
Scilab的話，其實很像C，不過結尾的時候用end，多寫幾次應該就ok。
Linux fglrx對ATI 4350支援度應該算是不錯啦。一般開3D特效非常順暢，都沒什麼問題，用XAA加速就很快了。不過基本上4350不算是legacy的，建議安裝fglrx，因為新顯卡radeonhd的支援度不見的高，反而更低。另外就算開了遊戲，也都ok(只測試過魔獸爭霸3)，我覺得這部分應該和windows差不多的。
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