WaylandとX11: 2026年の比較

現代のLinuxディスプレイサーバーの比較

目次

Linuxのディスプレイサーバーの世界は、過去10年間で劇的に変化してきました。Waylandは、1984年に開発されたX11(X Window System)という古くなった技術を置き換えるという野心的なプロジェクトとして開始されましたが、現在では主要なLinuxディストリビューションのデフォルトとなっています。

X11からWaylandへのこの移行は、デスクトップ環境におけるグラフィック処理の方法を根本的に変えるものであり、現代的なアーキテクチャ、改善されたセキュリティ、そしてより良いパフォーマンスをLinuxデスクトップにもたらします。

テーブル上のカラーテトリス

ディスプレイサーバーのアーキテクチャの理解

Waylandとは何か、そしてX11とどう異なるのか

Waylandは、ディスプレイサーバーのアーキテクチャを根本的に再考したものです。X11が1984年に開発された複雑なクライアント-サーバーモデルとは異なり、Waylandではアプリケーションが直接コンポジターと通信する簡潔なアプローチを採用しています。各アプリケーションは自身のレンダリングバッファを管理し、コンポジターがウィンドウ管理、入力ルーティング、そして最終的な画面合成を担当します。

一方、X11は、すべてのレンダリングタスクを管理する中央のXサーバーを採用し、40年にわたるプロトコル拡張を維持し、すべてのグラフィック操作の仲介者として機能します。このアーキテクチャは、薄型クライアントとネットワーク透過性の時代には意味がありました。しかし、現代のデスクトップコンピューティングでは、不要なオーバーヘッドとセキュリティ上の脆弱性を生み出します。

主なアーキテクチャの違いは、通信モデルにあります。X11のアプリケーションは描画コマンドをXサーバーに送信し、Xサーバーがすべてをレンダリングします。一方、WaylandのアプリケーションはOpenGLやVulkanなどの現代的なグラフィックAPIを使用して自身のバッファに直接レンダリングし、その後コンポジターにそれらのバッファを渡して最終表示を行います。これにより、いくつかの間接的なレイヤーが削除され、より良いハードウェア加速が可能になります。

クライアント-コンポジターのモデル

Waylandのコンポジターは、同時にディスプレイサーバーとウィンドウマネージャーの役割を果たします。代表的な実装には次のものがあります:

  • Mutter(GNOME)
  • KWin(KDE Plasma)
  • Weston(リファレンス実装)
  • Sway(i3インスパイアされたタイリングコンポジター)

この統合されたアプローチにより、Xサーバー、ウィンドウマネージャー、コンポジティングマネージャーの個別のコンポーネントが調整する必要がある代わりに、Waylandはこれらの責任を統合します。その結果、遅延が減少し、フレームタイミングが改善し、より予測可能な動作が実現されます。

パフォーマンス分析:数字と実際の使用状況

CPU効率の比較

最近のベンチマークでは、複雑なパフォーマンス特性が明らかになりました。コンポジティングを無効にしたX11では、わずか3.72%のCPU使用率という優れたCPU効率を示します。しかし、現代のデスクトップ環境では、効果や透過性のためにコンポジティングが必要であり、X11のCPU使用率は9.8%に達します。

Waylandは設定に応じて25〜31%のCPU使用率を使用します。この高い基準は、アプリケーションが自身でレンダリングを行うため、中央サーバーに委譲するよりも高いものですが、このトレードオフにより、より良いハードウェア加速が可能になり、X11の中央レンダリングモデルに固有のボトルネックが解消されます。

グラフィックパフォーマンス

現代のGPUを備えたハードウェアでは、Waylandは一般的にX11を上回ります:

  • ネイティブのvsyncサポートにより、設定不要で画面の引き裂けを防ぐ
  • 直接バッファ共有により、メモリコピーを減らす
  • 現代的なグラフィックAPI(Vulkanなど)とのより良い統合
  • 高リフレッシュレートディスプレイでのより滑らかなフレームタイミング
  • 複数のモニターで混在したリフレッシュレートのより優れた処理

コンポジティングを無効にしたX11は、特定のベンチマークではより高い原始的なFPSを達成できますが、現代のデスクトップ環境で期待される視覚品質や機能は欠如しています。ゲームやGPU集約型アプリケーションにおいて、Waylandの現代的なアーキテクチャは、十分なグラフィックハードウェアを持つシステムにおいて具体的な利点をもたらします。

セキュリティ:アーキテクチャが安全性を決定する

入力セキュリティモデル

セキュリティは、Waylandが最も魅力的な利点の一つです。Waylandの入力スタックは、悪意のあるアプリケーションが他のプログラムを侵害するのを根本的に防止します。アプリケーションは次のことができません:

  • 他のアプリケーションからのキーボード入力を盗聴する
  • ユーザーから発生したように見える偽の入力イベントを生成する
  • 正当なアプリケーションを排除してすべての入力をキャプチャする
  • 明示的なユーザーの許可なしに他のアプリケーションウィンドウのスクリーンショットを撮る

X11はこれらすべての保護を完全に欠いています。任意のX11アプリケーションは、システム全体をキーログし、すべてのウィンドウのスクリーンショットをキャプチャし、合成された入力イベントを注入できます。このアーキテクチャ的な欠陥は、X11の初期から存在しており、1984年当時のセキュリティを主な設計考慮事項として扱っていなかったためです。

バッファアクセスとグラフィックセキュリティ

WaylandはDMA-buf共有とファイルディスクリプタの受け渡しを使用して、セキュアなグラフィックバッファアクセスを実現します。バッファに明示的にアクセス権が与えられたアプリケーションのみが、そのバッファを読み取ったり、変更したりできます。カーネルはファイルディスクリプタレベルでこれらの権限を強制します。

X11のGEM(Graphics Execution Manager)バッファシステムは、32ビット整数ハンドルを識別子として使用します。任意のアプリケーションがこれらのハンドルを推測したり、列挙したりできるため、対応するグラフィックメモリにアクセスできます。これは、X11との互換性を破壊することなく修正できない根本的なセキュリティ上の脆弱性です。

最近の脆弱性がギャップを明らかにする

2025年初頭に、セキュリティ研究者が3つの重要なX.Orgの脆弱性(CVE-2025-62229、CVE-2025-62230、CVE-2025-62231)を公開しました。これらのuse-after-freeのバグやオーバーフローの脆弱性は、X11R6やXorg 1.15にまで遡り、一部は20年以上前になります。この発見は、X11の長期的な存続可能性とWaylandの採用加速に関する議論を再燃させました。

これらの脆弱性は孤立した出来事ではなく、X11の遺産コードベースと数十年前に作成されたアーキテクチャ的決定の象徴です。当時のセキュリティ脅威モデルは、現在とは大きく異なっていました。

互換性と移行の課題

XWayland:世界の橋

古いX11アプリケーションは、Waylandに再構築する必要はありません。XWaylandは、Waylandクライアントとして動作するXサーバーであり、透過的な互換性を提供します。ほとんどのX11アプリケーションは変更なしに動作しますが、Waylandのセキュリティモデルにより一部の動作が変化します。

グローバルなポインター位置決めや合成された入力生成に依存するアプリケーションは、制限に直面します。ウィンドウ位置の復元、画面端の検出、および特定の自動化ツールは、適応が必要です。一般的なデスクトップアプリケーションでは、ユーザーがXWayland経由で動作していることをほとんど認識しません。

一般的な互換性の問題とその解決策

スクリーン共有と録画

Waylandで最も頻繁に発生する問題はスクリーン共有です。X11では、任意のアプリケーションがスクリーンをキャプチャできる一方、Waylandではxdg-desktop-portalを通じて明示的なユーザーの許可が必要です。アプリケーションはPipeWireを統合する必要があります。

スクリーン共有が黒いフレームを表示する場合:

  • xdg-desktop-portal-gtkまたはxdg-desktop-portal-kdeがインストールされているかを確認
  • PipeWireが実行されているかを確認
  • アプリケーションが最近のポータルAPIを使用しているかを確認

分数スケーリング

高DPIディスプレイでの分数スケーリング(125%、150%、175%)は、WaylandではX11よりもはるかに良好に動作します。ただし、XWaylandアプリケーションは整数スケーリングでレンダリングした後、コンポジターによってスケーリングされると、ぼやけることがあります。これは、ネイティブなWaylandプロトコルに移行していないレガシーアプリケーションに影響を与えます。

解決策としては:

  • できる限りネイティブなWaylandアプリケーションを使用
  • 特定のレガシーアプリケーションに対して分数スケーリングを無効にする
  • ツールキットの更新を待つ(GTK4とQt6はこの点で改善されている)

カラーマネジメント

Waylandコンポジターは徐々にカラーマネジメントを実装していますが、サポートは異なります。ICCプロファイルは手動で設定が必要です。プロフェッショナルなカラーキリティックなワークフローでは、移行前にコンポジターのカラーマネジメント機能を確認することをお勧めします。

NVIDIA GPUのサポート

NVIDIAのプロプライエタリドライバは、歴史的にX11との互換性が良かったですが、最近のドライバリリースによりWaylandのサポートが大幅に改善しました。NVIDIAの495シリーズはGBM(Generic Buffer Management)サポートを追加し、適切なWayland機能を可能にしました。

2026年現在、ほとんどのNVIDIAユーザーはWaylandを成功裏に実行できますが、古いハードウェアや特定のプロフェッショナルアプリケーションでは、X11がわずかに高い安定性を提供する可能性があります。ドライバリリースごとにこのギャップは縮小しています。GPUパフォーマンスの監視が必要な場合は、LinuxでのGPU監視に関する当社のガイドをご覧ください。これは、両方のディスプレイサーバーでうまく動作するツールを紹介しています。

ディストリビューションの採用状況

主要ディストリビューションの現在のデフォルト

2023年、主要ディストリビューションがデフォルトに変更したことで、Waylandの移行は臨界点に達しました:

  • Fedora:Fedora 25(2016年)からWaylandがデフォルト
  • Ubuntu:非NVIDIAシステムでは21.04からWaylandがデフォルト
  • Debian:Debian 10からWaylandがデフォルト
  • Arch Linux:Waylandが利用可能で、ますます好まれるようになっている

デスクトップ環境のサポート:

  • GNOME:GNOME 3.20からWaylandが主に利用され、Wayland専用への移行が進んでいる
  • KDE Plasma:Plasma 5.21からWaylandが成熟し、Plasma 6.8(2027年初頭)でX11セッションが終了
  • XFCE:X11に焦点を当てており、実験的なWaylandサポート
  • Cinnamon:主にX11で、Waylandの開発が進行中

各デスクトップ環境はシステムコンポーネントとの統合が異なります。例えば、ファイルマネージャーの動作は環境ごとに大きく異なります。Ubuntu 24.04のファイルマネージャー比較をご覧ください。これは、Nautilus(GNOME)、Dolphin(KDE)など、両方のディスプレイサーバー下で動作するものをカバーしています。

KDE Plasma 6.8のマイルストーン

KDEがPlasma 6.8でX11セッションサポートを終了することを発表したのは、重要な出来事です。X11セッションが2027年初頭に終了する予定で、KDEはWaylandの未来に完全にコミットしています。この決定はGNOMEの類似の経路に続くものであり、主要なデスクトップ環境がWaylandが生産性用途に十分に成熟していると見なしていることを示しています。

移行:移行ガイド

いつWaylandに移行すべきか

今すぐ移行すべき場合:

  • 現代のAMDまたはIntelグラフィックを使用している
  • 高DPIまたは混在リフレッシュレートディスプレイを使用している
  • セキュリティが主な関心事
  • HDRサポートや現代的なディスプレイ機能が必要
  • 既にネイティブなWaylandアプリケーションを使用している

X11のままにすることを検討すべき場合:

  • 専門的なワークフローがX11固有の機能に依存している
  • 旧型のNVIDIA GPU(900シリーズ以前)を使用している
  • 作業に不可欠なレガシーアプリケーションがXWaylandで問題を起こしている
  • まだWaylandをデフォルトに設定していないディストリビューションを使用している

全体的な移行なしにWaylandをテストする

ほとんどのLinuxディストリビューションでは、テストが簡単です。ログイン画面でセッションタイプセレクター(通常は歯車アイコン)を確認し、Waylandセッションを選択してシステム構成を変更せずにテストできます。

問題が発生した場合は、ログアウトしてX11セッションを選択します。デスクトップ環境の設定、アプリケーション、ワークフローは変更されず、下層のディスプレイサーバーのみが異なります。特にターミナルを多用するワークフローでは、現代的なターミナルエミュレーター(AlacrittyやKittyなど)がネイティブなWaylandサポートを提供し、優れたパフォーマンスを実現します。

Waylandを適切にテストするために新しいシステムをセットアップする場合は、Ubuntu 24.04のインストールまたはLinux Mintの再インストールに関する当社のガイドが、ディスプレイサーバー選択を含む完全なセットアッププロセスを紹介しています。

一般的な問題のトラブルシューティング

アプリケーションがクラッシュしたり起動しない:

# XWayland経由でX11を強制する
GDK_BACKEND=x11 アプリケーション名

スクリーン共有が動作しない:

# PipeWireが実行されているか確認
systemctl --user status pipewire

# ポータル実装を確認
ls /usr/share/xdg-desktop-portal/portals/

分数スケーリングが悪い:

# XWaylandスケーリングを強制(KDE)
KWIN_X11_NO_FRACTIONAL_SCALING=1

# 特定のアプリケーションに整数スケーリングを強制
GDK_SCALE=2 アプリケーション名

持続的なサービスがディスプレイサーバーに関係なく動作する必要がある場合は、適切に構成する必要があります。Linuxで任意の実行ファイルをサービスとしてホストする方法に関する当社のガイドを参照してください。これは、WaylandとX11の両方で動作するsystemdサービス構成を紹介しています。

Linuxディスプレイサーバーの将来

Waylandの今後

活発な開発は以下のことに焦点を当てています:

  • プロフェッショナルワークフロー向けのカラーマネジメントプロトコル
  • コンポジター全体にわたるHDRと広色域サポート
  • デジタルアーティスト向けのより良いタブレットとスタイラス入力
  • マルチGPUとハイブリッドグラフィックのより良い処理
  • X11と同等のアクセシビリティ機能の実装

アプリケーションの配布もWaylandをよりよくサポートするように進化しています。現代的なパッケージングシステム(SnapとFlatpak)は、従来のパッケージマネージャーよりもWaylandの権限をよりスムーズに処理し、サンドボックスされたアプリケーションが必要に応じてディスプレイサーバーへのアクセスを要求するのを容易にします。

X11のメンテナンスモード

X.Orgの開発は、セキュリティパッチ以外はほぼ停止しています。最後の主要なXサーバーのリリースは3年以上前のことです。XWaylandとレガシーサポートを通じてX11は今後もしばらくは利用可能ですが、活発な開発は完全にWaylandにシフトしています。

これはX11がすぐに消えることを意味しません。重要なシステム、企業環境、ニッチな用途では、X11は数年間は関連性を維持します。しかし、主流のLinuxデスクトップコンピューティングでは、Waylandへの移行は避けられないものであり、ほぼ完了しています。

結論:2026年のディスプレイサーバーの選択

2026年の大多数のLinuxユーザーにとって、Waylandはより良い選択肢です。そのセキュリティの利点、現代的なハードウェアサポート、そしてよりクリーンなアーキテクチャが、一般的なワークフローにおける互換性の懸念を上回ります。主要なディストリビューション、デスクトップ環境、およびアプリケーション開発者は、Waylandを将来の技術としてコミットしています。

しかし、技術の選択はあなたのニーズに従うべきであり、イデオロギーに従うべきではありません。X11があなたの特定のユースケースにとってより良い場合(レガシーアプリケーション、プロフェッショナルな要件、ハードウェア制約のため)は、それを使用し続けることは恥ではありません。両方のディスプレイサーバーは今後数年間共存し続けるでしょう。

重要なのはトレードオフを理解することです。Waylandはセキュリティ、現代的な機能、そしてより良い長期的なサポートを提供します。X11は熟成度、互換性、そして確立された実績を提供します。あなたの要件を評価し、両方のオプションをテストし、あなたのLinuxワークフローにとって最適な選択をした上で決定してください。

有用なリンク

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