コントローラーのポーリングレートと入力遅延の理解：完全ベンチマークガイド

簡単な答え： ポーリングレートとは、コントローラーがPCやゲーム機にその状態を報告する1秒あたりの回数であり、Hz単位で測定されます。単純な計算式としては、最大遅延（ms）＝ 1000 ÷ Hz となります。したがって、125Hzの場合は最大8ms、1000Hzの場合は最大1msとなります。ただし、入力はポーリングウィンドウ内のどこにでも発生し得るため、実際の平均待ち時間はその約半分になります。また、ポーリングレートは入力ラグの連鎖における一要素に過ぎず、その連鎖にはドライバーの処理、接続方式、ゲームエンジンのタイミング、そして――通常は断然最大の要因となる――ディスプレイが含まれます。標準的なテレビを使用しているほとんどのプレイヤーにとって、より高いHzのコントローラーを求めるよりも、ディスプレイの問題を解決するほうが重要です。

ポーリングレートと入力遅延は同じものではない

ポーリングレートとは、コントローラーが接続されたデバイスに更新された入力レポート（ボタンの状態、スティックの位置、トリガーの値）を送信する頻度のことです。
入力ラグ（または総遅延）とは、ユーザーの物理的な操作から、その結果として画面上に変化が現れるまでの、実際の全体的な遅延のことです。これは、コントローラーの報告頻度だけでなく、一連の処理の各段階の遅延の合計です。

ポーリングレートは、遅延の報告頻度だけで生じうる影響の「上限」を設定するものです。これは、ドライバーの処理やゲームエンジンの更新サイクル、あるいはディスプレイ自体の遅延については何も示していません。実際、ユーザーが体感する遅延の最大の原因となるのは、往々にしてこれらの要素なのです。

ポーリングレートの計算式と、多くのガイドが触れない微妙な点

Hzと最大ポーリング遅延（ミリ秒単位）の関係は、単純な逆数関係にあります：

最大ポーリング遅延（ms）＝ 1000 ÷ ポーリングレート（Hz）

ポーリングレート	レポートごとの最大遅延	平均遅延
125 Hz	8 ms	約4 ms
250 Hz	4 ms	約2 ms
500 Hz	2 ms	約1 ms
1000 Hz	1 ms	約0.5 ms

その「平均遅延」の欄は重要ですが、しばしば省略されてしまいます。ハードウェア愛好家の間でそのテスト手法が広く引用されている、入力遅延やディスプレイの動作に関する研究サイト「Blur Busters」が、長年にわたり公開しているマウスガイドで説明しているように、物理的な入力はポーリング間隔内の任意の時点で発生する可能性があり、必ずしも開始直後とは限りません。入力は平均的に見て、その時間枠内のどこにでも等しく発生する可能性があるため、平均の追加遅延は、ほとんどのマーケティング資料で引用されている最大遅延の約半分になります。125Hzのデバイスは、常に8msの遅延を発生させているわけではなく、0～8msの範囲で遅延が発生し、平均して約4msとなります。

そもそもなぜ125Hzがデフォルトになったのか： これは恣意的な設定ではありません。 Arch Linux WikiのUSBポーリングに関する技術文書によると、USB HID（ヒューマン・インターフェース・デバイス）プロトコルでは、歴史的に周辺機器のデフォルトのポーリング間隔が10msに設定されており、USBコントローラはこれを2の冪乗で割り切れる値に切り下げるため、8ms、つまり125Hzとなった。この間隔をさらに短くすること（1ms/1000Hz）はUSB 2.0でも可能であり、最新のハードウェアのほとんどで動作しますが、CPUへの割り込み負荷が増加するため、歴史的にデフォルト設定にはなりませんでした。

実際のコントローラーが果たす役割（マーケティング資料ではなく、一次情報に基づく）

サードパーティのベンチマークサイト間では、XboxやPlayStationのコントローラーの正確なHz値について意見が分かれることがよくありますが、その一因は、測定元が異なるレイヤー（生のUSBディスクリプタ、ブラウザAPI、ドライバが報告する値）であることにあります。ここでは、マイクロソフト自身の技術文書およびLinuxカーネルのデバイスドライバーのソースコードから検証可能な情報を紹介します。これは、実験室の外ではこれほど「真実に近い」情報と言えるでしょう。

Xboxコントローラー： 2021年9月にXbox Wire公式ブログに掲載された記事の中で、マイクロソフトは、Series X以前のコントローラーについて、「ゲームが実際に入力データを必要とするタイミングに関係なく、8msごとに入力をサンプリングし、その結果を送信していた」と説明しました。これは、125Hz/8msという数値に関する、同社による直接的な公式確認となります。この問題に対処するため、マイクロソフトは**ダイナミック・レイテンシー・インプット（DLI）**を導入しました。これはファームウェア機能であり（当初はXbox Series X|Sコントローラーに搭載され、後にBluetooth対応のXbox Oneコントローラー、Elite Series 2、およびAdaptive Controllerにも展開された）、単にポーリング周波数を上げるのではなく、コンソールのゲームエンジンが実際に必要とするタイミングに合わせて、より効率的に入力を送信するものです。

特にXboxワイヤレスアダプターに関しては、マイクロソフト自身の開発者向けQ&Aプラットフォーム（Microsoft Learn）での議論において、安定した1000Hzを実現できる有線USB接続とは異なり、ワイヤレスプロトコルは通常、Bluetoothと同様に125Hzに近い動作をすること、またマイクロソフトは、このアダプターを介してXboxブランドのコントローラーをそれ以上の周波数で動作させる公式な方法を公表していないことが指摘されています。これは、Xboxワイヤレスアダプターが250Hzで動作するという、よく繰り返される（しかし出典不明の）主張と矛盾するため、知っておく価値があります。

PlayStationコントローラー（DualShock 4およびDualSense）： この点に関する最も明確な答えは、レビューサイトからではなく、両方のコントローラーの処理を担当するLinuxカーネル自身のhid-playstation.cドライバソースコードから得られます。あるカーネルパッチに関する議論では、DualShock 4のデフォルトのポーリング間隔が4ms（250Hz）であることが明示的に記載されており、デフォルトではBluetoothとUSBの両方でこれが同じであると記されています。 DS4Windowsのようなコミュニティツールは、このデフォルト設定を上書きし、有線接続の場合、ポーリング間隔を大幅に引き上げることができる（最大1000Hz）ことが広く知られていますが、これはPC側のドライバーによる上書きであり、ハードウェアの初期状態での動作ではありません。

実用的な教訓：「DualSense」や「Xboxコントローラー」について記載されているHzの数値は、どの接続方式で、スタックのどの層で測定されたものかを知らない限り、決して鵜呑みにしてはいけません。もし特定の数値がご自身の環境にとって重要であるなら、自分で測定してください。

有線 vs. 2.4GHz ドングル vs. Bluetooth

接続の種類は、単純なポーリング数と同じくらい一貫性に影響を与えます：

有線USBはレイテンシの最低水準であり、最も低く、かつ安定しています。無線干渉による変動もありません。
独自仕様の2.4GHzドングル（MicrosoftのXboxワイヤレスアダプターなど）は、標準のBluetoothとは異なるプロトコルを使用しています。Microsoft自身のXboxワイヤレスアダプターに関する説明によると、これはBluetoothとは異なる独自プロトコルであり、Bluetoothと帯域を共有することに伴う干渉やオーディオ遅延の問題を回避するために設計されています。
Bluetoothは、2.4GHz帯を周辺の他のすべてのBluetoothデバイス（スマートフォン、ヘッドフォン、キーボードなど）と共有しています。これが、単に上限値が低いだけでなく、レイテンシの変動（「ジッター」）が大きくなりやすい根本的な理由です。

競技向けやテンポの速いプレイでは、有線USBまたは専用2.4GHzドングルの方が安定した選択肢となります。一方、数ミリ秒程度の遅延の差が気にならないカジュアルなプレイでは、Bluetoothも依然として妥当な選択肢です。

人間の反応時間との比較

コントローラーレベルのミリ秒という単位を、より具体的な文脈で捉えるのに役立ちます。『Frontiers in Human Neuroscience』誌に掲載された査読付き研究において、Woods、Wyma、Yund、Herron、Reedの各研究者は、18～65歳の被験者1,469名を対象に単純な視覚反応時間を測定し、平均反応時間が231msであることを明らかにしました（試験用ハードウェア自体のタイミングオーバーヘッドを補正すると213ms）であることが判明した。その分布の最速値でさえ、ポーリングレートや接続種別による数ミリ秒の差よりも1桁大きい値である。

だからといって、ポーリングレートが重要でないというわけではありません。競技プレイにおいては、一貫性やフレームタイミングの整合性が重要であり、これらは単なる反応時間の平均値だけでは捉えきれない側面があります。しかし、1桁ミリ秒単位の差がショットごとに意識的に感じられるかのようなマーケティングの主張に対しては、現実を直視する上で有用な指標となります。

ポーリングレートは、実際にあなたにとって重要なのでしょうか？

これは、他のどの単一の要因よりも、フレームレートに左右されるものです：

60fpsの場合、各フレームの持続時間は約16.7msです。 1ms（1000Hz）と8ms（125Hz）のポーリング待ち時間の差は、1フレームのウィンドウよりも小さいため、入力がレンダリングされたフレームから次のフレームへとずれ込む可能性は低いです。
120fps以上の場合、各フレームの持続時間は約8.3msとなります。この場合、数ミリ秒のポーリング差によって入力が次のフレームにずれ込む可能性があり、競技レベルのプレイヤーはそこで実際の影響をより強く感じるでしょう。

表示の遅延は、通常、ポーリングレートよりも重要である

RTINGS.comは、専用のフォトダイオード測定ツールを用いて数百種類のテレビモデルの入力ラグを実験室でテストしていますが、各ディスプレイの「ゲームモード」オン時とオフ時のラグを個別に測定しているのは、その差が実用上問題となるほど大きいからです — テレビはデフォルトで大規模な画像処理（ノイズリダクション、モーション補間、アップスケーリング）を行っており、「ゲームモード」はまさにこれをバイパスするために存在するのです。 RTINGS独自の測定方法論によれば、ゲームモードであっても、標準的な60Hzディスプレイの場合、処理による遅延が加わる前のリフレッシュ間隔だけで、理論上の最小遅延は8.33msに達するとされています。

競技プレイにおける規模感を把握するために言えば、LG自身のユーザー向けガイダンスによると、競技プレイヤーはディスプレイの総入力遅延を15ms未満に抑えることを目標とすべきであり、カジュアルプレイでは一般的に40ms未満であれば問題ないとしています。これらの数値は、125Hzと1000Hzのコントローラーポーリングレートを分ける8ms未満という範囲を遥かに上回るものです。ゲームモードを無効にした状態でディスプレイでゲームをする場合、その遅延はほぼ常に、コントローラーのポーリングレートによる遅延よりも大きな要因となります。

自分の環境をテストする

測定されるHzの数値は、測定方法、ファームウェアのバージョン、およびスタックのどのレイヤーから読み取っているかによって異なるため、最も信頼できる数値は、ご自身のハードウェアで実際に測定したものです。同じPCで、有線接続時と無線接続時の両方でコントローラーをテストし、その結果を比較してみてください。ご自身の環境における相対的な違いは、一般的な仕様書よりも多くの情報を教えてくれるでしょう。

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コントローラ側の遅延を低減する方法

マザーボードのUSBポートまたは背面パネルのUSBポートを直接使用する — ハブや低品質のフロントパネルヘッダーを使用すると、それ自体が遅延や不安定さを招く可能性があります。
ファームウェアを最新の状態に保つ — Xboxコントローラーの場合は「Xbox Accessories」アプリを、DualSenseの場合はソニーの公式PC用ファームウェアアップデータを利用してください。マイクロソフト独自の「ダイナミックレイテンシー入力」機能の導入は、ファームウェアの更新によってコントローラーの実際の応答性が大幅に向上した好例です。
競技プレイの際は、Bluetoothよりも有線USBまたは公式の2.4GHzアダプターを優先してください。Bluetoothは周波数帯域を共有するため、ジッターが発生しやすいからです。
PCでは、コミュニティ開発のドライバーツールを使用して、PlayStationコントローラーのデフォルトのポーリング動作を上書きできます（例：DualShock 4/DualSenseのUSBデフォルトである250Hzを超える設定にするなど）。これらはPC専用かつ有線接続用のツールであり、コンソールの動作には影響しません。
コントローラーの設定を行う前に、ディスプレイの設定を調整してください。「ゲームモード」を有効にし、60Hzのテレビを使用している場合は、そのリフレッシュ間隔だけで、コントローラーのポーリングレートが改善できる範囲をはるかに上回る下限が設定されてしまうことを理解しておいてください。

よくある質問

1000Hzのポーリングは、実際に125Hzよりも優れているのでしょうか？

技術的にはそうです。ポーリングに関連する平均遅延が、およそ4msからおよそ0.5msに短縮されます。それが体感できるかどうかは、フレームレートやディスプレイに大きく依存します。標準的なテレビで60fpsの場合、気づくことはまずないでしょうが、競技プレイで120fps以上になると、その差によって入力がレンダリングされるフレームがずれてしまうことが時折あります。

なぜ、同じコントローラーについて、サイトによって異なる調査結果が報告されるのでしょうか？

それは、測定対象が異なる場合が多いためです。例えば、USB記述子の生データ、ドライバーから報告される数値、あるいはブラウザのゲームパッドAPIが検知できる値（これ自体はモニターのリフレッシュレートによって制限されます）などです。厳密に管理された実験環境がない限り、公表されている個々の数値は決定的なものではなくあくまで概算として捉え、出典不明のブログ記事の主張よりも、メーカーやソースコードに裏付けのある数値を優先して参照してください。

Xboxワイヤレスアダプターは、本当に一般に思われているよりも動作が遅いのか？

マイクロソフト自身の開発者向けサポートプラットフォームでの議論によると、このアダプターの無線プロトコルの動作周波数は、一部のハードウェアブログで言われている250Hzという数値ではなく、Bluetoothと同程度の125Hzに近いようだ。マイクロソフトは正確な数値を記載した公式の仕様書を公開していないため、これは確定した仕様というよりは、現時点で入手可能な最善の情報として捉えてください。

ラグを軽減する際、ポーリングレートとディスプレイのどちらを優先すべきでしょうか？

ほぼすべてのケースで、ディスプレイを優先すべきです。RTINGS独自のテストによると、ゲームモードに最適化された60Hzのテレビであっても、リフレッシュ間隔だけで約8msのラグが発生しており、ゲームモードを無効にするとさらに大きなラグが加わる可能性があります。これは、ポーリングレートの高いコントローラーでは相殺しきれないほどの大きな要因です。