マウスのポーリングレート：1000Hzは500Hzより良い？

ポーリングレートを500Hzから1000Hzに倍にすると、報告間隔が2ミリ秒から1ミリ秒に短縮され、はるかに長い遅延チェーンの一段階でわずか1ミリ秒の改善が得られます。実際には、その恩恵は表示器のリフレッシュ間隔、GPUのフレームタイム、人間の反応速度に並べると知覚できないほど小さく、これらはいずれも一桁大きいです。高いポーリングレートが意味を持つのは、他のすべての要素がすでに速い時、つまり高リフレッシュレートのディスプレイ、持続的に高いフレームレート、システム全体の低遅延が揃った時だけです。オフィス作業やカジュアルなゲーミングでは、500Hzは実用上全く同じでありながら、プロセッサの負荷を抑え、ワイヤレス機器ではバッテリー消費を抑えられます。ただし、現代の2.4GHzレシーバーは、必要になれば1000Hzにも対応しています。

数字で

125Hzから1000Hzへの移行で、平均待ち時間の約5ミリ秒が削減される。1000Hzから8000Hzへの移行でさらに0.5ミリ秒が削減されるが、その0.5ミリ秒はマウスが短縮できない他の15ミリ秒の遅延の中に埋もれている。

マウスメーカーは今や8000Hzのポーリングレートを主要スペックとして宣伝し、それ以下は足かせであるかのように印象付けます。500Hzから1000Hzへのステップは紙の上では確かに現実のものですが、画面への影響は二倍になった数字が示唆するよりずっと小さく、高いレートを追求するにはマーケティング資料が省略するコストが伴います。正直な会計を示します。

ポーリングレートが実際に記述するもの

マウスは位置をサンプリングし、そのデータを一定の周波数でパソコンに送信します。500Hzでは2ミリ秒ごとに報告します。1000Hzでは1ミリ秒ごとです。8000Hzでは0.125ミリ秒ごとです。レートが高いほど位置の更新は頻繁になり、手が動いてからカーソルが応答するまでの遅延が潜在的に短くなります。

ここで重要な言葉は潜在的にです。ポーリングは遅延パイプラインの一段階であり、ほぼ決して最長の段階ではありません。

誰もが引用する計算と、それが省く文脈

1000Hzと500Hzの差は、報告間隔で1ミリ秒です。これがポーリング段階での完全な測定可能な利得であり、動きは間隔内のランダムな時点で発生するため、平均的に実現する削減は半ミリ秒程度に近くなります。

では、同じパイプラインの他の段階に並べてみます。

ポーリングレートを倍にして得た1ミリ秒は、ディスプレイのリフレッシュやフレームレンダリングの隣では誤差の範囲であり、自身の反応時間の約二百分の一です。この比例関係こそが、ほとんどのプレイヤーがブラインド比較で500Hzと1000Hzを区別できない理由全体であり、彼らが何を感じることを期待していても関係ありません。

1000Hz以上が本当に意味を持つ時

高いポーリングが価値を生むのは、チェーンの他のすべての要素がすでに速い時だけです。具体的には次の条件が必要です。

• 240Hz〜360Hzの範囲の高リフレッシュディスプレイ。画面が4ミリ秒未満の間隔で更新を実際に表示できること。
• 300を有意に超える持続的な高フレームレート。レンダリングされたフレームがそれらのリフレッシュ機会を埋めるために存在すること。
• 直接のUSB接続、バックグラウンド処理の最小化、入力パスのオーバーレイなしを含む、システム全体の低遅延。

この狭く意図的に最適化された競技ウィンドウの中では、一部のプレイヤーが1000Hzから、時にはそれ以上のレートから現実の価値を引き出せます。その外では、ボトルネックが単に別の場所に移り、追加の報告は目に見えるものに影響を与える前に合体・サンプリングによって取り除かれるため、恩恵は知覚不可能なレベルに崩壊します。

さらに上げる時のコスト

高いポーリングは無料ではなく、1000Hzを超えるとトレードオフが実質的になります。

プロセッサ負荷

すべての報告はOSの入力スタックを、そして多くの場合ゲームエンジンをも通過します。4000〜8000Hzでは測定可能なプロセッサ時間を消費し、弱いシステムでは結果的なフレームレート低下が遅延を減らすどころか増やすことがあります。

バッテリー消費

ワイヤレスマウスは高いレートで大幅に消費電力が増え、8000Hzでは充電間隔を劇的に縮めることがあります。

目に見える恩恵にめったにならない報告

8000Hzのマウスは0.125ミリ秒ごとに報告し、360Hzのディスプレイは2.8ミリ秒ごとにリフレッシュします。連続するフレームの間に20以上の報告が到着し、余分な細かさには行き場がありません。

ポーリングレートはエイムの質でもDPIでもない

二つの根強い混同が購買判断を歪ませます。

• DPIはセンサーの感度で、物理的な1インチの動きに対するカーソルの移動量を示します。ポーリングとは完全に独立しており、遅延ではなく快適さのために調整します。
• エイムの質はセンサー精度、表面、グリップ、練習から生まれます。スムージングやアングルスナップを示すセンサーを搭載した1000Hzのマウスは、クリーンなセンサー実装の500Hzのマウスよりエイムが悪くなります。

いずれもポーリングスペックでは改善されず、メーカーはその曖昧さから利益を得ています。

実際に得ているものを確認する

設定されたレートと実際のレートは乖離し得ますが、ブラウザはハードウェアのポーリングレートを直接読み取れません。マウスイベントはブラウザの合体処理、メインスレッドのスケジューリング、OSの入力処理の影響を受けるため、Webベースの計測で真のUSBレポート間隔を証明することはできません。信頼できる測定には、USBレベルのデータを読み取る専用のネイティブユーティリティか、マウスメーカーのソフトウェアを使ってください。当サイトのマウステスターのようなブラウザツールが貢献できるのは大まかなパターンチェックです。記録された更新間の間隔が異常に長く一貫している場合、接続経路（共有ハブ、フロントパネルのヘッダ、品質の怪しいケーブル）が送信を絞っている可能性があり、ネイティブツールで検証する価値があります。マウスのせいだと結論する前に、マザーボードのリアUSB 3.0ポートに直接つないで再テストしてください。

推奨されるデフォルト

• 有線ゲーミングマウス： 1000Hz。安全、標準、意味のあるデメリットなし。
• ワイヤレスマウス： 現代の2.4GHzレシーバーは1000Hzに対応しているので、優先順位で選びましょう。最大の応答性が欲しいなら1000Hz、バッテリー寿命を重視するなら500Hz。ほとんどのユーザーには使用感の差は感じられず、500Hzでのバッテリー節約は現実のものです。
• 高リフレッシュディスプレイと高フレームレートを備えた競技構成： 1000Hz〜2000Hzを試し、あなた自身が差を検出できるか正直に評価してください。できなければ段階を戻し、プロセッサの余裕を取り戻してください。
• 上記以外のすべて、生産性用途を含む： 500Hzで完全に十分。この問いにこれ以上の関心は不要です。

USBがプロトコルレベルでマウスの報告を処理する仕組み

USB機器はエンドポイントを通じてホストと通信し、各エンドポイントは特定の転送タイプに設定されます。マウスはインタラプト転送を使用し、そのポーリング間隔はホストコントローラが設定された周波数でスケジュールされます。ホストはポーリング用のタイムスロットを確保しますが、実際の配信はシステム負荷下で依然としてジッタする可能性があります。デバイスは準備のできたデータで応答します。時間の細かさはUSBの速度に依存します。Full-Speedデバイス（マウスに典型的）は1ミリ秒のフレームでスケジュールされ、High-Speedデバイスは125マイクロ秒のマイクロフレームを使用します。したがって1000Hzに設定されたマウスは、Full-Speed接続では1ミリ秒のスロットを得ます。正確なエンドポイント間隔の意味論はFull-SpeedとHigh-Speedで異なり、実際のレポート周期はデバイスのディスクリプタが間隔をどう宣言するかにも依存します。マウスは現在の位置デルタ、ボタン状態、追加のセンサーデータを含む報告パケットをそのスロットに置きます。

報告パケット自体はデバイスのHIDディスクリプタで定義され、マウスが送信するデータの構造とサイズを宣言します。標準的な報告にはボタン状態のバイト、Xデルタ、Yデルタ、任意でホイールや追加軸のデータが含まれます。ペイロード合計は小さく、通常8〜16バイトで、帯域幅が制約になることはほとんどありません。制約はタイミングです。ホストが転送をどれだけ頻繁にスケジュールするか、デバイスがそれをどれだけ速く埋められるか、そしてOSの入力スタックがそれをどれだけ速く処理できるかです。

OSレベルでは、受け取った各報告は割り込みをトリガーし、USBドライバスタック、HIDクラスドライバ、そして最終的には入力サブシステムを伝播し、カーソル位置を更新するか、イベントをフォアグラウンドアプリケーションに転送します。OSは各報告を単にゲームエンジンに転送するのではなく、独自の入力処理設計に従ってバッチ化、統合、または処理するため、すべての報告がレンダリングされるフレームに影響を与えるとは限りません。

このプロトコルレベルの理解はいくつかの点を明確にします。第一に、ポーリングレートはUSBエンドポイント設定の属性であって、マウスセンサーの属性ではありません。センサーは独自のレートで独立してサンプリングできます。第二に、互換性のあるホストとデバイスは設定された間隔で報告をスケジュールできますが、実際の周期はディスクリプタ、ファームウェア、接続、そしてオペレーティングシステムのスケジューリングに依然として依存します。第三に、処理コストは現実であり、極端なレートで累積するため、8000Hzのマウスはゲーム性能を向上させるどころか下げることがあります。スペックはスケジューリングの周期を記述するものであり、知覚的改善の保証ではなく、ワイヤーと画面の間の各層はポーリングレートでは対処できない独自の遅延を導入します。

さらに微妙な点として、USBコントローラのスケジューリングは完全に決定論的ではありません。ホストコントローラは同じバスを共有する複数の機器を管理し、インタラプト転送はスロットを保証されるものの、同じコントローラ上の他のトラフィックがジッタ、各転送が発生する正確な瞬間のわずかな変動を導入できます。マウスが専用コントローラ上にある適切に設定されたシステムでは、このジッタは無視でき、0.1ミリ秒未満がよくあります。マウスが外部ストレージやキャプチャカードのような高帯域幅機器とコントローラを共有するシステムでは、スケジューリングの競合が、絶対値では小さいが精密な計測器で測定可能な遅延を時折生むことがあります。これが、競技プレイヤーが手近なポートではなく、マザーボードメーカーが推奨する特定のUSBポートにマウスをつなぐことが多い理由の一つです。

ポーリングレートが全体の遅延チェーンのどこに位置するかを理解するには、一つのマウスの動きを物理的な表面から目に見えるカーソル変化までのすべての段階で追跡すると役立ちます。各段階が時間を寄与し、ポーリングはその一つに過ぎません。

センサーサンプリング。 マウスの光学センサーは高い内部レート、しばしば毎秒12,000〜16,000フレームで表面の画像をキャプチャし、連続するフレームを比較して動きを計算します。このプロセスはセンサー内部で完結し、USBポーリングレートとは独立した独自の周波数で動作します。センサーは位置デルタを生成し、マウスのマイクロコントローラに渡します。

マイクロコントローラ処理。 MCUはセンサーのデルタを受け取り、アングルスナップ、スムージング、加速など設定された処理を適用し、USB報告パケットに組み立てます。この段階は小さがゼロでない遅延を加え、優れたファームウェアでは通常1ミリ秒未満ですが、重いDSP処理を伴うデバイスでは長くなることがあります。

USB転送。 これがポーリングレートが支配する段階です。1000Hzでは、組み立てられた報告は次のスケジュールされたインタラプト転送を待ち、それは1ミリ秒ごとに発生します。平均して報告は送信されるまでにその間隔の半分、0.5ミリ秒待ちます。500Hzでは平均待ちは倍の1ミリ秒になります。

OS入力スタック。 ホストは報告を受け取り、USBドライバ、HIDクラスドライバ、入力サブシステムを通じて処理します。カーソル位置はOSのコンポジタで更新され、生の入力イベントはゲームに転送されます。この段階はOS、ドライバのバージョン、システム負荷に応じて1〜3ミリ秒かかります。

ゲームエンジン処理。 ゲームは入力イベントを受け取り、独自の入力処理ロジック（感度スケーリング、生入力とバッファ入力の別、フレームレート依存のサンプリングを含む）を適用し、その動きを次にレンダリングされるフレームに組み込みます。ゲームが60fpsで動く場合、各フレームに16.7ミリ秒かかり、動きは次のフレームがレンダリングされてディスプレイに提示されるまで画面に現れません。

ディスプレイ提示。 レンダリングされたフレームはモニターに届き、モニターは独自のリフレッシュ間隔で提示します。144Hzでは、フレームはディスプレイの入力バッファに到着してから6.9ミリ秒以内に画面に現れます。

典型的な段階を合計すると、センサー（0.25ms）+ MCU（0.5ms）+ 1000HzのUSB（0.5ms）+ OS（2ms）+ 60fpsのゲーム（平均8.3ms）+ 144Hzのディスプレイ（3.5ms）= 約15ミリ秒になります。USBポーリング段階は全体の約3%を寄与します。これを500Hzにすると0.5ミリ秒加わり、合計は15.5ミリ秒になります。だからこそ500Hzと1000Hzの測定差は一貫して1ミリ秒未満に収まり、パイプラインの残り96%は変わりません。これらの数値は例示であり、実際の値は特定のOS、ドライバ、ゲーム、ディスプレイに依存します。

この意味は、ポーリングレートが無関係だということではなく、最後に最適化すべき要素だということです。ゲームが60fpsで動く場合、フレームレートを144fpsに上げれば、平均フレーム待ちの約4.9ミリ秒（16.7ms/2引く6.9ms/2）が除去されます。ポーリングレートを倍にする節約のおおよそ十倍です。ディスプレイが60Hzなら、144Hzにアップグレードすれば平均約4.9ミリ秒（16.7ms/2引く6.9ms/2）が除去されます。正確な数値は、平均待ち時間・フルフレームタイム・エンドツーエンド遅延のどれを測定するかに依存するため、普遍的なものではなく例示として扱ってください。これらの変更はどちらも、ポーリングレートの調整では及ばないモーションクリアランスの目に見える改善をも生みます。フレームレートとリフレッシュレートがすでに高い時に初めて、ポーリングレートの寄与は残る遅延の割合として相対的に大きな一部になりますが、それでも絶対値では小さいままです。

覚えておきたい数字

1000Hzは500Hzより正確に1ミリ秒だけ優れており、それは現実のものの、ほぼ常に目に見えない改善です。最適化の努力はまずディスプレイのリフレッシュレートと持続的なフレームレートに向けてください。それらの段階は一桁大きい遅延を寄与するためです。その後にポーリングレートが知覚できるものを動かすかを検討してください。パイプラインの残りがその細かさを消費できるようになるまでは、8000Hzを体感できるアップグレードではなくスペックシート上の達成として扱ってください。