レイテンシ（工学・コンピューティング）

特性と構成要素

レイテンシは単一の量ではなく、複数の遅延要因の合計である。代表的な構成要素には、次のものがある。

• 伝搬遅延 — 信号が媒体を通って移動するのに必要な時間。
• 伝送・直列化遅延 — ビットをリンクまたはバスに載せるまでの時間。
• 処理遅延 — デバイスまたはソフトウェアがデータを処理する時間。
• 待ち行列遅延 — 負荷がかかった際、バッファまたは待ち行列で待機する時間。

歴史と用語

「レイテンシ」という語は、遅延または潜在する時間間隔を意味する一般的な用法に由来する。システムがタイミングや応答性の観点から分析されるようになるにつれ、さまざまな分野で採用された。数十年にわたり、技術者がシステムの挙動に影響する個別の遅延を記述する中で、この概念はネットワーキング、オーディオ工学、制御システム、ストレージI/Oにおいて固有の技術的定義を得てきた。

用途、例、重要性

レイテンシは、適時の応答が求められるあらゆる場面で重要となる。例として、対話型のウェブページやAPI、オンラインゲームと仮想現実、音声モニタリングとライブ演奏、電話とビデオ会議、高頻度取引、産業機器の制御ループが挙げられる。低レイテンシは体感上の応答性を高める。一方、リアルタイムシステムでは、過度なレイテンシがエラーや安全上のリスクを招くことがある。

測定とトレードオフ

技術者は、往復および片方向の指標、タイムスタンプ、パケットトレース、ならびに専用ツール（たとえばpingやtracerouteに類するもの）を用いてレイテンシを測定する。レイテンシとスループット（帯域幅）は別の概念であり、スループットが高い接続でも遅延が長い場合がある。信号の伝搬速度や処理の複雑さといった物理的制約は、実用上の下限を定める。

低減策と注目すべき点

レイテンシを低減する一般的な手法には、キャッシュとコンテンツ配信ネットワーク、エッジコンピューティング、並列化とパイプライン化、プロトコルの最適化、優先制御とサービス品質制御、ハードウェアアクセラレーションがある。しばしばトレードオフも生じる。レイテンシを下げる技術は、リソース使用量を増やしたり、一貫性を低下させたりする場合がある。遅延の各構成要素を理解することは、設計者が用途分野に適した低減策を選ぶ助けとなる。