Keyboard latency test: latenza e polling rate spiegati

Da dove arriva il ritardo della tastiera

Tra il dito e lo schermo c'è una catena di passaggi, e ognuno aggiunge un po' di tempo:

1. Corsa e attivazione: il tasto scende finché lo switch registra la pressione. Negli switch meccanici quel punto è fisso; nelle tastiere analogiche (effetto Hall o simili) può essere regolabile.
2. Scansione: il controller della tastiera controlla di continuo la matrice dei tasti. La frequenza con cui lo fa è lo scan rate.
3. Debounce: il controller attende o filtra, così un contatto che rimbalza non viene segnalato come più pressioni.
4. Polling e trasmissione: via USB il computer chiede alla tastiera nuovi dati alla frequenza di polling; i collegamenti wireless e Bluetooth hanno tempi propri.
5. Sistema operativo e app: l'input viene elaborato e consegnato al programma.
6. Disegno e schermo: il programma disegna un nuovo fotogramma e il monitor lo mostra.

La latenza totale è la somma di tutto questo. I numeri del marketing di solito descrivono una sola parte.

Il polling rate in numeri semplici

Il polling rate è la frequenza con cui il computer raccoglie i dati da una tastiera USB. A 125 Hz l'intervallo è di 8 ms, a 1000 Hz è di 1 ms e a 8000 Hz è di 0,125 ms. Una frequenza più alta accorcia l'attesa del dato successivo, ma solo quella: scan rate, debounce, sistema e schermo aggiungono comunque la loro parte. Il polling rate non dice nemmeno quanto rapidamente il controller della tastiera si accorge del tasto.

Cosa vede un browser

Una pagina web riceve eventi keydown e keyup con un timestamp. Da questi può mostrare:

• il tempo tra una pressione e il suo rilascio, e tra pressioni consecutive: è così che il test chatter individua il rimbalzo dello switch;
• quali tasti sono premuti insieme, come nel test ghosting;
• il valore e il codice esatti del tasto, come nel keycode tester.

Non può vedere quando hai premuto fisicamente il tasto, solo quando è arrivato l'evento. Inoltre i browser arrotondano i timestamp per privacy, a volte in modo grossolano, e il sistema può raggruppare più eventi di input. Il timestamp di un evento non è quindi una misura della latenza della tastiera.

Perché un sito non può certificare il polling rate della tastiera

Il movimento del mouse produce un flusso continuo di dati, quindi gli intervalli tra gli eventi permettono una stima approssimativa della frequenza di un mouse: è quello che fa il test hz mouse. Una tastiera invia un dato quando i tasti cambiano stato, e nessuno può premere tasti a qualcosa come 1000 volte al secondo. Senza un flusso costante da cronometrare, il browser non ha nulla da cui stimare il polling rate di una tastiera. Un sito che scrive "la tua tastiera va a 1000 Hz" solo da quello che digiti sta tirando a indovinare. La fonte affidabile è l'impostazione nel software della tastiera, o uno strumento di analisi USB.

Punto di attivazione e rapid trigger

Nelle tastiere analogiche il punto di attivazione (quanto scende il tasto prima di registrare la pressione) e il rapid trigger (registrare il rilascio appena il tasto inizia a risalire) vengono misurati da sensori dentro la tastiera. Il browser riceve solo la pressione e il rilascio che ne risultano, non la posizione del tasto, quindi una pagina web non può misurare la distanza di attivazione. Usa il software della tastiera, che legge direttamente i valori dei sensori. Un test nel browser può confermare che pressioni e rilasci arrivano quando te li aspetti, per esempio toccando velocemente i tasti nel test tastiera.

Come misurare la latenza reale

La latenza totale vera richiede un riferimento esterno al computer: una videocamera ad alta velocità che riprende sia il tasto sia lo schermo, o un tester di latenza dedicato che rileva la pressione e il cambiamento a schermo. Registra molte pressioni e fai la media, perché i singoli risultati variano con la tempistica dei fotogrammi e del polling. Se usi una videocamera:

• usa per ogni tastiera la stessa scena, lo stesso schermo, la stessa frequenza di aggiornamento e le stesse impostazioni;
• premi con decisione e sempre allo stesso modo;
• conta i fotogrammi dal momento in cui il tasto arriva a fondo corsa, o in cui si sa che lo switch si attiva, fino al primo cambiamento visibile.

Confrontare le tastiere in modo corretto

• Cambia una cosa alla volta: stessa porta, stesso cavo, stesso computer, stesso schermo e stessa app per ogni tastiera.
• I risultati via cavo non dicono nulla sulla stessa tastiera in modalità wireless o Bluetooth: prova ogni modalità separatamente.
• Registra molti campioni e confronta gli intervalli di valori oltre alle medie.
• Considera qualsiasi numero singolo di un sito web, compresa una misura dei tempi nel browser, un indizio e non una misura.