Serveurs d’affichage – Xorg vs Wayland

Un serveur d’affichage (ou gestionnaire d’affichage) est un logiciel qui gère l’affichage graphique et la communication entre le matériel graphique (comme la carte graphique et l’écran), les périphériques d’entrée (comme le clavier et la souris), et les applications sur un système d’exploitation.
Il agit comme un intermédiaire permettant aux applications de dessiner des fenêtres et de recevoir des évènements d’entrée de l’utilisateur (clics de souris, frappes de clavier, etc.).
Le serveur d’affichage prend en charge la gestion des fenêtres (ouverture, déplacement, redimensionnement), le rendu graphique, la composition des différentes couches d’interface utilisateur, et le traitement des entrées utilisateur.
Il est essentiel pour fournir une interface graphique fonctionnelle et réactive sur un système d’exploitation.

Xorg

Xorg (ou X11) est un système de serveur d’affichage largement utilisé sur les systèmes Unix et Linux depuis les années 1980. Il fait partie du système X Window, qui permet l’affichage graphique des applications sur des écrans. Xorg sert d’intermédiaire entre le matériel graphique, les périphériques d’entrée (comme la souris et le clavier), et les applications, gérant la communication entre eux.

Bien que Xorg soit très flexible et compatible avec une grande variété de matériels et d’applications, il est souvent critiqué pour sa complexité, ses problèmes de performance, et ses failles de sécurité dues à son architecture obsolète. En raison de ces limitations, il tend progressivement à être remplacé par des alternatives plus modernes, comme Wayland, bien qu’il reste largement utilisé en raison de sa maturité et de sa compatibilité.

Wayland

Wayland est un protocole de serveur d’affichage moderne conçu pour remplacer le système X11 (Xorg) sur les systèmes d’exploitation de type Unix, comme Linux. Son objectif principal est de simplifier et d’améliorer la gestion des graphismes en réduisant la complexité de communication entre le serveur d’affichage, les applications, et le matériel graphique.

Contrairement à Xorg, qui gère de nombreux aspects du rendu graphique et de l’entrée, Wayland laisse ces responsabilités aux applications clientes, ce qui permet un rendu plus efficace, une latence réduite et une meilleure sécurité. Bien que Wayland soit plus performant et offre un rendu graphique plus fluide, son adoption est encore en cours, car certaines applications et pilotes matériels ne sont pas encore entièrement compatibles.

Un tableau comparant Wayland et Xorg en termes d’avantages et d’inconvénients :

Critères	Wayland	Xorg
Performance	Plus efficace et rapide, moins de latence.	Moins performant, avec plus de latence.
Simplicité	Code plus moderne et simplifié.	Code plus ancien, complexe et volumineux.
Sécurité	Meilleure isolation entre les applications.	Moins sécurisé, car les applications ont accès à d’autres fenêtres.
Support matériel	Moins mature, support matériel limité, notamment pour les GPU propriétaires.	Large compatibilité avec la majorité des matériels.
Compatibilité logicielle	Pas encore supporté par toutes les applications.	Supporte la plupart des applications existantes.
Fonctionnalités	Certaines fonctionnalités manquantes (comme les touches personnalisées pour certains logiciels).	Offre une gamme complète de fonctionnalités.
Développement futur	Activement développé et amélioration continue.	Moins de développement actif, considéré comme dépassé.
Rendu graphique	Meilleur rendu graphique, surtout avec les écrans haute résolution.	Moins efficace pour les écrans haute résolution.
Gestion multi-écrans	Parfois encore problématique.	Gère bien les configurations multi-écrans.
Utilisation d’énergie	Plus efficace sur les ordinateurs portables.	Plus gourmand en énergie.

Wayland est plus moderne, performant et sécurisé, mais moins mature en termes de compatibilité et de support matériel.
Xorg est plus stable et compatible avec un plus large éventail de logiciels et matériels, mais il est plus ancien, moins performant et moins sécurisé.

En plus de Wayland et Xorg, il existe d’autres serveurs d’affichage et protocoles, bien que moins courants.

Mir

Mir a été développé par Canonical (la société derrière Ubuntu) comme une alternative à Xorg et Wayland.
Initialement prévu pour remplacer Xorg sur Ubuntu, Mir a été réorienté en tant que composant pour les environnements de bureau et les appareils IoT. Aujourd’hui, il sert principalement de base à des projets spécifiques et peut fonctionner avec le protocole Wayland.
Conçu pour être plus performant et plus simple que Xorg.

DirectFB (Direct Frame Buffer)

DirectFB est une bibliothèque légère pour le rendu graphique, souvent utilisée dans les systèmes embarqués.
Il permet des interfaces graphiques sur des appareils ayant des ressources limitées, comme les set-top boxes ou les appareils de navigation.
Très léger et optimisé pour des environnements où les ressources sont limitées.

SurfaceFlinger (utilisé par Android)

C’est le serveur d’affichage utilisé par le système d’exploitation Android.
SurfaceFlinger gère le rendu graphique sur les appareils Android en composant les différentes couches graphiques des applications et de l’interface système.
Conçu spécifiquement pour l’environnement Android et optimisé pour les appareils mobiles.

Quartz Compositor (macOS)

Il s’agit du serveur d’affichage utilisé par macOS.
Fournit les fonctionnalités graphiques et de composition de l’interface utilisateur sur les ordinateurs Apple.
Étroitement intégré à l’architecture de macOS, offrant une expérience graphique fluide et performante.

Weston

Weston est le compositeur de référence pour Wayland, souvent utilisé comme démonstration ou point de départ pour développer un serveur d’affichage Wayland.
Principalement utilisé pour le développement, il est également déployé sur certains systèmes légers ou embarqués.
Léger et conçu pour servir de base pour d’autres compositeurs Wayland.

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Chaque serveur d’affichage a ses spécificités, mais aujourd’hui, la plupart des systèmes Linux gravitent autour de Xorg et Wayland, tandis que d’autres options sont utilisées pour des systèmes d’exploitation ou des applications plus spécialisées.