Windows rökitti linuxin 32 MPC 2/2014
SteamOS ja Ubuntu eivät pärjää pelikäytössä Windows 8:lle. Syy on näytönohjaimessa. TEKSTI JA TESTIT: TAPIO BERSCHEWSKY KUVITUS: ERIC LERAILLEZ Selvitimme, miten linux pärjää todellisessa pelikäytössä. Testasimme AMD:n ja Nvidian erillisnäytönohjaimen sekä Intelin suorittimen yhdysrakenteisen grafiikkapiirin linuxissa ja windowsissa. Lisäksi mittasimme, onko Valven SteamOS-käyttöjärjestelmä pelikäytössä nopeampi kuin perinteinen linux-jakelu Ubuntu. Nvidian suorituskyky Ubuntu-linuxissa jäi hieman windows-suorituskyvystä, mutta AMD:n näytönohjaimella ero oli hämmästyttävän suuri. Pahimmillaan windowsin sujuva kuva muuttuu AMD:llä linuxissa lähes diashow ksi. Myös Intelin yhdysrakenteinen grafiikkapiiri oli testeissämme Ubuntussa selvästi hitaampi kuin Windows 8:ssa, joskaan ero ei ollut yhtä iso kuin AMD:llä. STEAMOS PEITTOSI UBUNTUN Mittasimme AMD:n ja Intelin grafiikkapiirien suorituskyvyn myös SteamOS-linuxissa. Testiemme perusteella valmistajan lupauksille parannetuista grafiikka-ajureista ja peleille optimoiduista suorituskyvyttä on ainakin osittain katetta. SteamOS:n uusilla AMD-ajureilla suorituskyky lähes kaksinkertaistui Ubuntuun verrattuna. Myös Nvidian grafiikkapiirillä suorituskyky Ubuntuun verrattuna kasvoi SteamOS:ssä, mutta vain kymmenisen prosenttia. SteamOS:llä saadut mittaustulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia Ubuntu-mittausten kanssa, sillä laiterikon takia jouduimme käyttämään mittauksiin hieman eri emolevyä ja suoritinta. LINUX-PELAAJA VALITSEE NVIDIAN Jos käyttäjälle on tärkeintä, että näytönohjaimesta saa parhaan vastineen rahalleen ja sen suorituskyvystä kaiken irti, käyttöjärjestelmäksi kannattaa valita windows. Näytönohjaimet ovat suorituskyvyltään windowsissa selvästi linuxia parempi, vaikka linux-jakeluksi valitsisi pelikäyttöön optimoidun SteamOS:n. SteamOS-tuloksista näkyy, että linux-ajurit ovat parantuneet nopeasti. Jos sama meno jatkuu, windowsin ja linuxin välinen suorituskykyero kapenee ripeästi. Jää nähtäväksi, oliko MPC 2/2014 33
kyse vain kertaluontoisesta parannuksesta vai jatkuuko erojen tasoittuminen. Joillain testikokoonpanoilla Nvidian grafiikkapiireistä on saatu linuxilla jopa parempi suorituskyky kuin windowsilla. Testimme eivät tätä havaintoa vahvistaneet. Tällä hetkellä linux-pelaajan oikea valinta näytönohjaimeksi on Nvidia. AMD jää selvästi kakkoseksi. Peleistä kiinnostuneen linuxiksi voi jo nyt suositella SteamOS:ää, vaikka jakelu on vasta beetavaiheessa. Suorituskyky on lupaava. Tilanne todennäköisesti kohenee lähikuukausina, kun isojen valmistajien SteamOS:ää käyttävät Steam Machine -tietokoneet saapuvat markkinoille. Näin testasimme TESTASIMME LINUXIN pelisuorituskykyä kahdessa erässä. Testialustana oli aluksi Intel DZ87KLT-75K -emolevy, Intelin 3,5 3,9 GHz:n Core i7 4770K -neliydinsuoritin ja 4 Gt ddr3 -keskusmuistia. Näytönohjaimina olivat AMD Radeon HD 6950, Nvidia Geforce GTX 660 sekä Intelin 4770Ksuorittimen yhdysrakenteinen HD4000. Tällä kokoonpanolla testasimme Windows 8.1:n ja Ubuntu 13.10:n erot pelikäytössä. Testasimme kummassakin käyttöjärjestelmässä kolmea eri peliä, jokaista kaikilla kolmella eri näytönohjaimella. Linuxissa ajureina olivat Nvidian ja AMD:n viimeiset vakaat suljetut ajurijulkaisut, Intelillä yhtiön julkaisema avoin ajuriversio. TOISISSA MITTAUKSISSA oli tarkoitus käyttää samaa testialustaa SteamOS-käyttöjärjestelmällä. Laiterikon takia jouduimme vaihtamaan testialustaksi Intel DP67BG -emolevylle asennetun 3,4 3,8 GHz:n Core i7 2600K -neliydinsuorittimen. Siinä ei ole yhdysrakenteista grafiikkapiiriä, joten Intelin grafiikkasuorituskyky jäi testaamatta SteamOS:llä. Koska SteamOS on testattu hieman iäkkäämmällä raudalla, tulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia Ubuntun ja Windows 8.1:n tulosten kanssa. Hieman hitaammasta laitteistosta huolimatta SteamOS:llä saatiin parempia suorituskykytuloksia kuin uudemmalla raudalla Ubuntussa, joten SteamOS tuntuu voittavan perus-linuxin pelikäytössä. SteamOS:ssä jouduimme myös karsimaan testipelipakettiamme, sillä käytössä ollut grafiikkanopeusmittari ei toiminut SteamOS:n kanssa. TESTIPELEINÄ OLIVAT viime kesänä julkaistut Metro Last Light -räiskintäpeli ja Europa Universalis IV -strategiapeli sekä Valven muutaman vuoden ikäinen Left 4 Dead 2 -räiskintäpeli. Lisäksi mittasimme suorituskyvyn Portalissa. Peli on sen verran iäkäs, että testin näytönohjaimet osoittautuivat liian tehokkaiksi. Ne ylittivät pelin suurimman ruudunpäivitysnopeuden, 300 kuvaa sekunnissa. Vertailukelpoisin pelitesteistä on jo ikääntynyt Left 4 Dead 2. Se on ainoa, joka tarjoaa mahdollisuuden nauhoittaa pelin etenemistä. Nauhoituksen avulla ruudunpäivitysnopeuden saa mitattua vertailukelpoisesti. Nauhoitukset eivät kuitenkaan ole yhteensopivia pelin windows- ja linux-versioiden välillä. Siksi teimme mahdollisimman samanlaiset nauhoitukset linuxilla ja windowsilla, jotta tulokset olisivat vertailukelpoisia. MUISSA PELEISSÄ ruudunpäivitysnopeus mitattiin windowsissa Fraps-sovelluksen avulla. Fraps tallentaa ruudunpäivitysnopeuden tiedostoon. Linuxissa ruudunpäivitysnopeuden mittaaminen ei ollut yhtä helppoa. Periaatteessa tähän pystyviä sovelluksia on useitakin, kuten BuGLe, Frapix ja Mumble. Mumble toimii muuten ongelmitta, mutta fps-laskuria ei useista yrityksistä huolimatta saatu toimimaan. Frapixin saimme kääntymään, mutta edes kehittäjän tuen avulla sovellus ei toiminut testialustallamme. Valmiista ratkaisuista BuGLe oli lähimpänä käyttökelpoista. Se toimi esimerkiksi glxgears opengl-testisovelluksen kanssa, mutta ei Steamin kanssa. Lopulta ruudunpäivitysnopeuden mittausongelma ratkesi opengl-kehittäjä Mikko tdb Rasan luoman nopeusmittaussovelluksen avulla. Rasan glfps-sovellus ladattiin käyttöön LD_PRELOAD ympäristömuuttujalla ja ohjelma tallensi ruudunpäivitysnopeuden tekstitiedostoon kymmenen sekunnin välein. AMD kompuroi linuxissa Kuvaa sekunnissa, pidempi parempi Intel* ei tulosta AMD Nvidia *yhdysrakenteinen 0 50 100 150 200 250 Windows 8.1 SteamOS Ubuntu 13.10 Windowsissa AMD:n ja Nvidian grafiikkapiirit ovat yhtä nopeita Left 4 Dead 2 -pelissä. SteamOS:ssä Nvidian suorituskyky laskee hieman, AMD romahtaa. Ubuntussa AMD toimii vielä hitaammin. Intelin yhdysrakenteisessa grafiikkapiirissä suorituskykyero on AMD:tä pienempi. Raskas räiskintä kyykyttää linuxin Kuvaa sekunnissa, pidempi parempi Intel* AMD Nvidia *yhdysrakenteinen 0 10 20 30 40 50 60 70 Windows 8.1 Ubuntu 13.10 Tuoreessa ja vaativassa Metro: Last Light -räiskinnässä AMD:n heikkotasoiset ajurit näkyvät selvimmin. Intelin yhdysrakenteinen grafiikkaohjain on niin hidas, ettei Metro ole sillä pelikelpoinen käytetyillä kuvanlaatuasetuksilla edes Windowsissa. Strategiapelissä näytönohjaimen vaikutus on pieni Kuvaa sekunnissa, pidempi parempi Intel* AMD Nvidia *yhdysrakenteinen 0 10 20 30 40 Windows 8.1 Ubuntu 13.10 Europa Universalis IV -strategiapeli ei ole näytönohjaimelle vaativa. Pullonkaulaksi muodostuu suoritin, ei grafiikkapiiri. Suorituskykyerot windowsin ja linuxin välillä jäivät pieniksi. 34 MPC 2/2014
Linux-pelaajan viimeinen toivo Pelitalot ja näytönohjainten valmistajat eivät ole kiinnostuneet linuxista. Nyt pelastusyritys on kuitenkin käynnissä. Pelit ovat linuxin perinteinen pullonkaula. Jos perheessä on pelaaja, windowsia on hankala korvata kotikäyttöön muutoin sopivalla linuxilla. Valtaosa peleistä toimii vain windowsissa. Nekin pelit, joita linuxille saa, toimivat hitaammin linuxissa kuin windowsissa. Pelilataamo Steamin sekä useita hittipelejä kehittänyt Valve yrittää ratkaista ongelmaa kehittämällä linux-jakelun, joka on optimoitu pelikäyttöön. Näppituntuman SteamOSkäyttöjärjestelmästä voit lukea tämän lehden sivulta 31. Motivaationa SteamOS:lle on Windows 8:n sovelluskauppa, joka kilpailee osittain Steamin kanssa. Oman SteamOS-käyttöjärjestelmän sekä siihen integroidun peli- ja sovelluskaupan avulla Valve pyrkii saamaan isomman siivun sovellusten rahavirrasta. Valven toimitusjohtaja Gabe Newell on julkisesti kritisoinut kasia pc-pelaamisen kuolemaksi. Newell perustelee rankkaa väitettään suljetun alustan rajoitteilla. Yhteisö ei voi kehittää parhaasta ajurista vielä parempaa. Hän tarkoittaa etenkin Microsoftin suljetun lähdekoodin DirectX-rajapintaa, johon peli- ja sovelluskehittäjät eivät voi vaikuttaa. Avoin opengl-rajapinta puolestaan toimii toisin. Kilpailijaksi suljetun lähdekoodin ympäristölle Valve kehitti pc-käyttöjärjestelmän ja jopa olohuone-pc Steam Machinen. Jälkimmäisen pitäisi ehtiä myyntiin tänä vuonna. SteamOS-käyttöjärjestelmän ensimmäinen beetaversio julkaistiin joulukuussa. Jo nyt voi sanoa, että Valven ponnistukset ovat tehneet hyvää linux-pelaamiselle. Ensimmäinen askel oli Steam-pelimyymälän saapuminen linuxille, seuraavaksi paranivat laitteistoajurit ja viimein linuxille on tullut jo uusia isoja pelejäkin. NÄYTÖNOHJAIMEN AJURIT TAHMAAVAT Linuxin tuki pelinäytönohjaimille on ollut windowsia kehnompi. Lisäksi näytönohjainten ajurit sekä niiden kehitys poikkeavat windowsista. Esimerkiksi Nvidian Geforce-näytönohjaimille on olemassa sekä avoimen lähdekoodin yhteisökehitetty Nouveau että Nvidian itse kehittämä suljetun lähdekoodin ajuri. Molemmat Nvidian ajurit tukevat rautakiihdytystä. Ne siis osaavat piirtää niin työpöydän kuin opengl-ohjelmat näytönohjaimen kolmiulotteiseen laskentaan tarkoitetulla lastulla. Suorituskyvyltään Nouveau ei ole lähelläkään Nvidian omaa suljettua ajuria, sillä yhteisö kehittää koodiaan vajavaisilla tiedoilla Nvidian näytönohjaimen tekniikasta. Nouveaun 3d-suorituskyky on ollut perinteisesti murskaavan huono. Nvidian oma ajuri taas on viimeisen vuoden aikana saavuttanut testeissä jopa parempia tuloksia kuin windows-ajuri. Myös AMD:n näytönohjaimissa yhteisö yrittää haastaa avoimella ajurillaan tehdastuotteen. Rautakiihdytystä vaativissa tehtävissä Radeon-yhteisöajuri jää pahasti jälkeen valmistajan suljetusta FireGL Radeon for X eli fglrx-ohjelmistosta. Parhaimmillaan avoin ajuri pääsi 80 prosenttiin AMD:n ajurin testistä. Tuloksen mittasi syksyllä linux-sivusto Phoronix tosin ennen AMD:n loppusyksyn fglrx-julkaisua. PELAAJAN ONGELMA Nvidian suljetut ajurit ovat olleet hyötysuhteeltaan selvästi parempia kuin AMD:n fglrx-ajuri. Suorituskykyä arvostavan linuxpelaajan ykkösvalinta näytönohjaimeksi onkin Nvidia kuten myös mittauksemme osoittavat. Avoimen lähdekoodin ajurit hyytyvät etenkin peleissä. Linux-pelaajan kannattaa valita suljettu ajuri, ellei pelaa niin vähän tehoja vaativaa peliä, että riittävä ruudunpäivitys on taattu avoimellakin ajurilla. Pikkupeleille avoimet ajurit riittävät, mutta massiivisemmat spektaakkelit eivät suju. Linuxille uusia huippupelejä julkaistaan kuitenkin todella nihkeästi. Yksi poikkeus on 4A Gamesin komea kauhuräiskintä Metro Last Light. Steam-pelipalvelun kautta ostettava pläjäys on vasta ensimmäinen iso ja näyttävä Linux-pelaajan kannattaa valita suljettu ajuri. räiskintäpeli linuxille. Valve kuitenkin kannustaa pelinkehittäjiä julkaisemaan mahdollisimman monta Steamissa myytävää peliä myös linuxille. Valven kaltaisella rahakkaalla tukijalla on selvästi enemmän painoarvoa myös ajureiden kehitykseen kuin harrastajavoimin toimivalla linux-yhteisöllä. Yhtiö onkin saanut Nvidian panostamaan linux-ajurien kehitykseen. SteamOS:n beetaversion joulukuinen julkaisu toi myös AMD:ltä uudet ruudikkaammat ajurit. VALMISTAJA PIHTAA UUTUUKSIA Suljetun lähdekoodin ajureissa voi närästää se, että valmistaja sanelee täysin grafiikkapiirin toiminnan. Lisäksi valmistaja päättää, milloin suljetun koodin ajuri tuo grafiikkapiirin uudet ominaisuudet linuxiin jos koskaan. Avoimen lähdekoodin ajureilla harrastajat voivat ainakin teoriassa ottaa käyttöön grafiikkapiirin uusia ominaisuuksia mielensä mukaan sekä parantaa muitakin ominaisuuksia ja suorituskykyä. MPC 2/2014 35
Läpinäkymättömyydestä on haittaa myös peruskäyttäjälle. Ajureiden optimointi on kiinni valmistajan linux-osaamisesta ja bisnespäätöksistä. Tehokkaimmat ajurit ovat suljettuja, joten niiden laatua yhteisö ei voi tarkastella. Yhteisö saattaisi havaita heikkouksia kuvanlaadussa tai suorituskyvyssä ja tehdä ripeästikin markkinoiden parhaista ajureista parempia. Toisaalta koodin avaaminen toisi sen myös kilpailijan nähtäville. Lisäksi suljetusta ajurista voi olla linux-käyttäjälle hyötyäkin. Nvidia käyttää linux-ajureissaan valtaosin samaa koodia kuin windowsissa. Tämä selittää hyvin sen, miksi suorituskyky on alustojen välillä kohtuullisen yhtenevä, ainakin joissain peleissä. Jos windows-ajurissa olevaa koodia ei voisi avata, grafiikka-ajurit pitäisi kirjoittaa uusiksi. Lopputulos saattaisi olla nykyistä heikompi. AMD:n grafiikkapiireillä vastaavaa etua ei ole, ja AMD:n näytönohjainten suorituskyky linuxissa on huono windowsiin verrattuna. Koska lähdekoodit eivät ole julkisia, syytä voi vain arvailla. Kannattaako suurpelistä tehdä linux-versiota? LINUX-TUKI KEHITTYY HITAASTI Nvidia ei vuosiin osallistunut linux-ajurin kehitystä koskevaan julkiseen keskusteluun eikä auttanut yhteisöajurin kehitystä. Tästä yritys sai huutia myös Linus Torvaldsilta. Viime syksynä Nvidia kuitenkin muutti linux-linjaansa. Grafiikkapomo Andy Ritger lupasi julkaista yrityksen valmistamien grafiikkapiirien teknisiä tietoja avoimen lähdekoodin Nouveau-ajurin kehityksen tueksi. Muutos aiempaan on melkoinen ja saattaa auttaa Nouveaun kehitystä olennaisesti mikäli yhtiö julkaisee riittävästi tietoja. Toistaiseksi avoin ajuri on kuitenkin selvä kakkonen. AMD on ollut linux-tuen suhteen Nvidiaa avoimempi. Vaikka AMD piti aiemmin speksinsä salassa, yhtiö on jo usean vuoden ajan julkaissut linux-tuen jokaiselle uudelle näytönohjaimelleen ja auttanut yhteisöä avointen ajurien kehityksessä julkaisemalla piiriensä teknisiä tietoja. Tästä huolimatta fglrx-ajuri on jäänyt vaisuksi. Ohjelmisto tukee pääpiirteittäin korttien ominaisuuksia, muttei todellakaan ota niistä kaikkea irti. AMD:n kielellä tämä tarkoittaa ajurin olevan riittävän hyvä suurimpaan osaan käyttötarkoituksista. Tämä ei koske pelaamista. WINDOWS VEI PC-PELIT Nykyeväillä pc-pelaaminen ei irtaudu Microsoftin käyttöjärjestelmistä, vaikka Valve kuinka yrittäisi. Suurin este on selvä: windows-peleissä käytetty DirectX-rajapinta. Steaminkin pelikirjaston linux-valikoima on pieni pisara verrattuna saman palvelun DirectX:ää vaativien Windows-pelien määrään. DirectX toimii vain windowsissa. Siksi windows-pelejä ei yleensä voi pelata linuxissa. Jotkut pelit toimivat onneksi erillisen Wine-rajapinnan avulla. Edes Valve ei saa yhteensopivuutta ratkaistua automaattisesti. Windows-pelistä tulee aito linux-peli vain ylimääräisellä ohjelmointityöllä. Se vaatii aikaa eli rahaa. Jos linux-pelaajia on vähän, lisätyö jää peliyhtiön tappioksi. Valve on lisensoinut Nvidialta pelikonsoli Shieldiin liittyvää suoratoistotekniikkaa. SteamOS-koneella voidaan pelata pelejä, jotka todellisuudessa ovat käynnissä samassa verkossa olevalla windows-koneella. Ratkaisu vaatii kikkailua, joten se ei sovi suurille massoille. He jatkavat pelaamista suoraan windowsilla. Peliohjaimet toimivat linuxissa HIIRI JA NÄPPÄIMISTÖ ohjaavat tyypillisesti pc-pelejä, kun taas pelikonsoleissa hallitsevat erikseen suunnitellut peliohjaimet. Jälkimmäiset toimivat yleensä myös pc:n kanssa. Moni peli sujuukin paremmin peliohjaimella kuin hiirellä ja näppäimistöllä. Päinvastoin kuin grafiikkapiireissä, linuxin peliohjaintuki on mainio. PARHAAT LINUXIN kanssa toimivat peliohjaimet ovat konsoleista tuttuja: Microsoft Xbox 360:n ja Sony PlayStation 3:n ohjaimet käskevät linuxpeliä ongelmitta. Molempia saa kohtuulliseen hintaan etenkin käytettyinä, ja ohjaimet ovat alan huippuja niin muotoilulta kuin kestävyydeltäänkin. Valtaosa usb-peliohjaimista toimii linuxjakeluissa ilman erillistä ajurin latausta. Monet Konsoleista tutut peliohjaimet käskevät linux-pelejä. linux-pelit tunnistavat kuitenkin vain sellaiset ohjaimet, jotka on kytketty koneeseen ennen pelin käynnistämistä. Xboxin ja pleikkarin ohjaimet toimivat myös langattomasti, joskaan langaton linux-toimivuus ei ole ihan yksinkertaista.xboxin vanhat ohjaimet toimivat langattoman vastaanottimen kanssa suoraan, mutta uudempien mallien kanssa pitää käyttää erillistä xboxdrv-ajuria. PS3:n ohjaimen bluetooth-paritus taas onnistuu sixpair.c-sovelluksen avulla. Myös tavalliset joystickit toimivat yleensä helposti linuxissa ja tunnistuvat automaattisesti. Monimutkaisien lentotikkujen kanssa saattaa tosin joutua säätämään asetustiedostot käsin. RALLIPELEISSÄ KÄYTETYT rattiohjaimet tunnistuvat linuxille joystickeinä. Vaikka järjestelmä havaitsee ratit usein suoraan, liikeradan pituudesta saattaa isokin osa jäädä oletuksena käyttämättä ja vaatia säätöä. Valven Steam Machine -konseptiin kuuluu myös uudenlainen peliohjain. Analogitattien sijaan ohjaimessa on kaksi suurta elealuetta, jotka toimivat kannettavan tietokoneen kosketusalustan tapaan. Tämän pitäisi tuoda peliohjaimen tarkkuus lähemmäs hiiren tarkkuutta. 36 MPC 2/2014
KOMMENTTI TAPIO BERSCHEWSKY Kirjoittajaon vapaa toimittaja Linux-mies kiittää IRTAUDUIN WINDOWSISTA kotikäytössä vuonna 2006 ja siirryin Ubuntuun. XP tuntui jo silloin muinaismuistolta, ja Canonicalin työpöytäjakelu vaikutti tarpeeksi vakaalta. Linuxin myötä uudet ison rahan pc-pelit piti unohtaa. Olin jo siirtänyt pelaamistani konsoleille windows-turhautumisen takia, joten irtiotto tuntui helpolta. Uusien indie-pelien määrä linuxilla on ollut hitaassa kasvussa. Minulla pc:n viihdekäyttö rajoittui silti mediatoistoon. Vasta hurahdus Dwarf Fortressiin sai palaamaan pc-pelaamiseen. VALVEN UURASTUS peli-linuxin parissa on erittäin tervetullutta. Aluksi pelipalvelu Steam tarjosi minulle Portalin lisäksi vain muutaman indiepelin nyt pelejä on satoja. Jouluna pääsin viimein osallistumaan Steamin aleriehaan. Windowspelaajat kiroilivat aiemminkin alessa olleiden pelien valikoimaa, mutta minä höyläsin korttia innoissani kuin kahvia juonut koiranpentu. Valven linux-mietteet eivät hetkauta windowsiin tyytyväisiä pelaajia. Minulle ne ovat kuitenkin syy miettiä, josko vielä jonain päivänä päivittäisin peli-pc:ni ja vaihtaisin taas leiriä. Höyläsin korttia innoissani kuin kahvia juonut koiranpentu. MPC 2/2014 37