Latence et polling rate du clavier expliqués

D'où vient le délai du clavier

Entre votre doigt et l'écran, il y a une chaîne d'étapes, et chacune ajoute du temps :

1. Course et activation : la touche descend jusqu'à ce que le switch s'enregistre. Sur les switchs mécaniques ce point est fixe ; sur les claviers analogiques (effet Hall ou similaire) il peut être réglable.
2. Balayage : le contrôleur du clavier vérifie la matrice de touches en boucle. La fréquence de ces vérifications est le taux de balayage (scan rate).
3. Debounce : le contrôleur attend ou filtre pour qu'un contact qui rebondit ne soit pas signalé comme plusieurs appuis.
4. Polling et transport : en USB, l'ordinateur demande les nouvelles données au clavier à son taux de rapport (polling rate) ; les liaisons sans fil et Bluetooth ont leur propre rythme.
5. Système et application : la saisie est traitée puis transmise au programme.
6. Rendu et affichage : le programme dessine une nouvelle image et l'écran l'affiche.

La latence de bout en bout est la somme de tout cela. Les chiffres marketing n'en décrivent généralement qu'une partie.

Le polling rate en chiffres simples

Le polling rate est la fréquence à laquelle l'ordinateur récupère les rapports d'un clavier USB. À 125 Hz l'intervalle est de 8 ms, à 1000 Hz de 1 ms et à 8000 Hz de 0,125 ms. Un taux plus élevé raccourcit l'attente du rapport suivant, mais seulement cette attente : le balayage, le debounce, le système et l'écran ajoutent toujours leur part. Le polling rate ne dit rien non plus de la vitesse à laquelle le contrôleur du clavier remarque la touche.

Ce qu'un navigateur peut voir

Une page web reçoit des événements keydown et keyup horodatés. À partir de là, elle peut montrer :

• le temps entre un appui et son relâchement, et entre deux appuis consécutifs, c'est ainsi que le test de double frappe repère les rebonds du switch ;
• quelles touches sont maintenues ensemble, comme dans le test ghosting ;
• la valeur et le code exacts de la touche, comme dans le testeur de keycode.

Elle ne peut pas voir quand vous avez physiquement appuyé, seulement quand l'événement est arrivé. Les navigateurs arrondissent aussi les horodatages pour protéger la vie privée, parfois grossièrement, et le système peut regrouper plusieurs événements de saisie. Un horodatage d'événement de touche n'est donc pas une mesure de la latence du clavier.

Pourquoi un site ne peut pas certifier le polling rate d'un clavier

Le mouvement d'une souris produit un flux continu de rapports, donc les écarts entre événements donnent une estimation approximative de son taux : c'est ce que fait le test de polling rate de la souris. Un clavier envoie un rapport quand des touches changent d'état, et personne ne peut appuyer sur des touches près de 1000 fois par seconde. Sans flux régulier à chronométrer, le navigateur n'a rien pour estimer le polling rate d'un clavier. Un site qui affiche « votre clavier tourne à 1000 Hz » simplement à partir de la frappe devine. Le réglage du logiciel de votre clavier, ou un outil d'analyse USB, est la source fiable.

Point d'activation et rapid trigger

Sur les claviers analogiques, le point d'activation (la distance parcourue avant l'enregistrement) et le rapid trigger (enregistrer le relâchement dès que la touche commence à remonter) sont mesurés par des capteurs dans le clavier. Le navigateur ne reçoit que l'appui et le relâchement qui en résultent, pas la position de la touche : une page web ne peut donc pas mesurer la distance d'activation. Utilisez le logiciel du clavier, qui lit directement les valeurs des capteurs. Ce qu'un test dans le navigateur peut confirmer, c'est que les appuis et relâchements arrivent quand vous les attendez, par exemple en tapant rapidement dans le test clavier.

Comment mesurer la vraie latence

La vraie latence de bout en bout demande une référence extérieure à l'ordinateur : une caméra haute vitesse qui filme à la fois la touche et l'écran, ou un testeur de latence dédié qui détecte l'appui et le changement à l'écran. Filmez ou enregistrez de nombreux appuis et faites la moyenne, car chaque résultat varie selon le moment des images et des rapports. Avec une caméra :

• gardez la même scène, le même écran, la même fréquence de rafraîchissement et les mêmes réglages pour chaque clavier ;
• appuyez fermement et de façon régulière ;
• comptez les images entre le moment où la touche arrive en butée, ou où l'on sait que le switch s'active, et le premier changement visible.

Comparer des claviers équitablement

• Changez une seule chose à la fois : même port, même câble, même ordinateur, même écran et même application pour chaque clavier.
• Les résultats en filaire ne disent rien du même clavier en mode sans fil ou Bluetooth ; testez chaque mode séparément.
• Enregistrez de nombreux échantillons et comparez les plages autant que les moyennes.
• Considérez tout chiffre unique venant d'un site, y compris une mesure du navigateur, comme une indication plutôt qu'une mesure.