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레이턴시

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목차

1. 개요

레이턴시는 데이터 처리 또는 전송 과정에서 발생하는 시간 지연을 의미한다. 레이턴시는 알고리즘, 처리, 네트워크, 지터 버퍼, 패킷화 등의 다양한 요인에 의해 발생하며, 네트워크 레이턴시는 단방향 지연 또는 왕복 지연 시간으로 측정된다. 광섬유 통신에서는 광속에 의해, 위성 통신에서는 지구와의 거리에 의해 레이턴시가 발생한다. 컴퓨터 시스템에서 레이턴시는 프로세스 실행, 운영 체제 스케줄링, 하드웨어 작동 등의 과정에서 발생하며, 실시간 운영 체제와 같은 기술을 통해 최소화할 수 있다. 레이턴시는 온라인 게임, 금융 거래, 오디오 처리, 비디오 처리, 시뮬레이션 등 다양한 응용 분야에 영향을 미치며, 인터럽트 발생 후 ISR 시작까지의 시간, 워크플로우 시스템 내 개별 워크플로우의 운영 지연 시간 등 다양한 형태로 나타난다.

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레이턴시

2. 레이턴시의 요인

레이턴시는 여러 요인으로 발생한다.[9]


  • 알고리즘 지연: 데이터 변환 알고리즘 자체에 기인하는 레이턴시
  • 처리 지연: 컴퓨터가 실제 처리를 수행하는 데 걸리는 시간에 기인하는 레이턴시
  • 네트워크 지연: 네트워크를 통한 데이터 전송에 기인하는 레이턴시
  • 지터버퍼 지연: 처리 불안정성(지터)을 완충하기 위한 버퍼에 기인하는 레이턴시
  • 패킷화 지연: 처리된 출력을 하나의 패킷으로 축적하는 데 기인하는 레이턴시


컴퓨터는 프로세스라 불리는 명령 집합을 실행한다. 운영 체제에서 프로세스 실행은 다른 프로세스들이 실행되고 있을 경우 지연될 수 있다. 또한, 운영 체제는 프로세스가 언제 명령을 내릴지에 대한 동작을 스케줄링한다. 예를 들어, 프로세스가 컴퓨터 카드의 전압 출력을 high-low-high-low로 설정하여 1000Hz의 속도를 내도록 명령한다고 가정해 보자. 운영 체제는 내부 시계를 기반으로 각 변화(high-low 또는 low-high)의 스케줄링을 조정할 수 있다. 레이턴시는 이러한 변화를 명령하는 프로세스 명령과 실제로 전압을 high에서 low 또는 low에서 high로 변화시키는 하드웨어 간의 지연을 의미한다.

2. 1. 알고리즘 지연

데이터 변환 알고리즘 자체의 복잡성이나 비효율성으로 인해 발생하는 지연이다.[9]

2. 2. 처리 지연

컴퓨터 하드웨어나 소프트웨어의 처리 능력 부족, 또는 복잡한 연산으로 인해 발생하는 지연이다.[9]

2. 3. 네트워크 지연

네트워크 지연은 데이터가 네트워크를 통해 전송될 때 발생하는 지연이다. 이는 단방향 지연(송신 측에서 수신 측으로 데이터가 전달되는 데 걸리는 시간) 또는 왕복 지연 시간(데이터가 송신 측에서 수신 측으로 이동한 후 다시 송신 측으로 돌아오는 데 걸리는 시간)으로 측정할 수 있다. 왕복 지연 시간은 한 지점에서 측정 가능하므로 더 자주 사용된다.[5]

데이터 송신 후 실제 데이터가 상대방에게 도착하기까지의 시간은 "단방향 지연 시간(편도 레이턴시)", 데이터 송신 요청 후 해당 요청에 응답하는 데이터가 돌아오기까지의 시간은 "왕복 지연 시간(왕복 레이턴시)"이라고 부른다. 인터넷에서의 왕복 지연 시간은 '''왕복 시간'''(Round Trip Time)이라고도 불리며, ping을 통해 측정할 수 있고, 단위는 밀리초(ms)로 나타낸다.

일반적으로 레이턴시가 작을수록 해당 장치는 고성능이며 고가이다. 레이턴시가 크면 시스템 전체 성능이 저하될 수 있다. 예를 들어, CPU가 메모리에 읽기/쓰기 명령을 내린 후 실제 수행되기까지의 시간이 메모리의 레이턴시가 되며, 이 값이 작을수록 빠른 메모리이다. 고속 광대역 통신이라도 레이턴시가 크면 "느리다"고 느껴지거나, 온라인 게임 등에서 랙과 같은 문제가 발생할 수 있다.

레이턴시는 여러 요인으로 발생한다.[9]

  • 알고리즘 지연: 데이터 변환 알고리즘 자체에 기인하는 지연
  • 처리 지연: 컴퓨터가 실제 처리를 수행하는 데 걸리는 시간에 기인하는 지연
  • 네트워크 지연: 네트워크를 통한 데이터 전송에 기인하는 지연
  • 지터버퍼 지연: 처리 불안정성(지터)을 완충하기 위한 버퍼에 기인하는 지연
  • 패킷화 지연: 처리된 출력을 하나의 패킷으로 축적하는 데 기인하는 지연


레이턴시 최소화는 자본시장의 관심 대상인데[11], 특히 알고리즘 트레이딩을 사용하면 마켓 업데이트 수행 및 수초 내 주문 실적 개선이 가능하다.

2. 3. 1. 패킷 교환 네트워크

'''네트워크 레이턴시'''는 패킷 교환 네트워크에서 단방향(송신 측에서 패킷을 보내서 수신 측에서 받는 시간) 또는 왕복 지연 시간(송신 측에서 수신 측으로의 단방향 레이턴시에 수신 측에서 다시 송신 측으로의 단방향 레이턴시를 더한 값)으로 측정된다.[5] 왕복 레이턴시는 단일 지점에서 측정할 수 있기 때문에 더 자주 인용된다.

많은 소프트웨어 플랫폼은 왕복 레이턴시를 측정하는 데 사용할 수 있는 핑이라는 서비스를 제공한다. 핑은 수신자가 받은 패킷을 즉시 응답으로 보내도록 하는 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP) ''에코 요청''을 사용하므로 왕복 지연 시간을 대략적으로 측정하는 방법을 제공한다. 그러나 핑은 정확한 측정을 수행할 수 없는데,[5] 이는 ICMP가 진단 또는 제어 목적으로만 사용되며 TCP와 같은 실제 통신 프로토콜과 다르기 때문이다. 또한 라우터와 인터넷 서비스 제공자는 서로 다른 프로토콜에 서로 다른 트래픽 셰이핑 정책을 적용할 수 있다.[6][7] 보다 정확한 측정을 위해서는 hping, Netperf 또는 Iperf와 같은 특정 소프트웨어를 사용하는 것이 좋다.

단순하지 않은 네트워크에서 일반적인 패킷은 여러 링크와 게이트웨이를 통해 전달되며, 각 링크와 게이트웨이는 패킷을 완전히 수신할 때까지 패킷 전달을 시작하지 않는다. 이러한 네트워크에서 최소 레이턴시는 각 링크의 전송 지연과 각 게이트웨이의 전달 레이턴시의 합이다. 실제로는 최소 레이턴시에는 대기 및 처리 지연도 포함된다. 대기 지연은 게이트웨이가 동일한 목적지로 향하는 여러 소스에서 여러 패킷을 수신할 때 발생한다. 일반적으로 한 번에 하나의 패킷만 전송할 수 있으므로 일부 패킷은 전송을 위해 대기해야 하며 추가 지연이 발생한다. 처리 지연은 게이트웨이가 새로 수신된 패킷으로 무엇을 할지 결정하는 동안 발생한다. 버퍼블로트는 또한 한두 자릿수 이상 레이턴시를 증가시킬 수 있다. 전파, 직렬화, 대기 및 처리 지연의 조합은 종종 복잡하고 가변적인 네트워크 레이턴시 프로파일을 생성한다.

레이턴시는 대역폭-지연 곱에 설명된 바와 같이 안정적인 양방향 통신 시스템에서 총 처리량을 제한한다.

2. 3. 2. 광섬유 통신

광섬유에서의 레이턴시는 대부분 광속에 의해 결정된다. 이는 1킬로미터의 경로 길이에 대해 3.33 마이크로초의 레이턴시에 해당한다. 대부분의 광섬유 케이블의 굴절률은 약 1.5인데, 이는 빛이 케이블 내에서 진공 상태보다 약 1.5배 느리게 이동한다는 것을 의미한다. 따라서 1킬로미터당 약 5.0 마이크로초의 레이턴시가 발생한다. 더 짧은 도시 네트워크에서는 건물 라이저와 교차 연결에서 추가적인 거리로 인해 더 높은 레이턴시가 발생할 수 있다. 연결의 레이턴시를 계산하려면 섬유가 이동하는 거리를 알아야 하는데, 섬유는 지형 윤곽과 도로, 철도 트랙과 같은 장애물, 기타 통행권을 통과해야 하므로 직선이 아닌 경우가 많다.

섬유의 결함으로 인해 빛은 전송되면서 저하된다. 100킬로미터가 넘는 거리에서는 광 증폭기 또는 재생기 (통신)가 설치된다. 이러한 구성 요소에서 발생하는 레이턴시도 고려해야 한다.

2. 3. 3. 위성 통신

위성 통신은 정지 궤도 위성이 지구로부터 상당히 멀리 떨어져 있어 통신 지연이 상당하다.[11] 지상 송신기에서 위성으로, 다시 다른 지상 송신기로 왕복하는 데 약 0.25초가 걸리고, 한 지구국에서 다른 지구국으로 양방향 통신을 한 다음 처음 지구국으로 돌아오는 데는 거의 0.5초가 걸린다. 이러한 지연을 줄이기 위해 때때로 저궤도 위성이 사용되지만, 지상에서 더 복잡한 위성 추적이 필요하고, 지속적인 통신 범위를 보장하기 위해 위성 군집에 더 많은 위성이 필요하다는 단점이 있다.

2. 4. 지터 버퍼 지연

처리 과정의 불안정성(지터)을 완충하기 위한 버퍼에 기인하는 지연이다.[9]

2. 5. 패킷화 지연

처리된 데이터를 하나의 패킷으로 묶는 과정에서 발생하는 지연이다.[9]

3. 컴퓨터 시스템의 레이턴시

컴퓨터 시스템에서 레이턴시는 하드웨어 및 운영 체제의 영향을 받는다.

컴퓨터는 프로세스라 불리는 명령 집합을 실행하며, 운영 체제는 이 프로세스들의 실행 순서와 시기를 스케줄링한다. 다른 프로세스가 실행 중일 경우 특정 프로세스의 실행이 지연될 수 있다. 예를 들어, 프로세스가 컴퓨터 카드의 전압 출력을 1000Hz 속도로 높음-낮음-높음-낮음으로 변경하도록 명령하면, 운영 체제는 고정밀 이벤트 타이머와 같은 내부 시계를 기반으로 각 전환 시점을 조정한다. 이때 레이턴시는 프로세스의 명령과 실제 전압 변화 사이의 지연 시간을 의미한다.[8]

일반적으로 레이턴시가 작을수록 해당 장치는 고성능이며 고가이다. 레이턴시는 응답 속도에 따라 "높음"과 "낮음"으로 표현된다.

데이터 송신 후 실제 수신까지 걸리는 시간은 "단방향 지연 시간(편도 레이턴시)", 송신 요청 후 응답을 받기까지의 시간은 "왕복 지연 시간(왕복 레이턴시)"이라고 한다. 인터넷에서는 왕복 시간(Round Trip Time, RTT)이라고도 하며, ping 명령으로 측정할 수 있고, 단위는 밀리초(ms)이다.

CPU가 메모리에 읽기/쓰기 명령을 내린 후 실제 작업이 완료되기까지의 시간처럼, 시스템의 개별 요소가 고성능이더라도 레이턴시가 크면 전체 시스템 성능이 저하될 수 있다. 마찬가지로, 고속 광대역 통신망에서도 레이턴시가 크면 "느리다"고 느껴지거나 실시간 네트워크 게임 등에서 동기화 문제가 발생할 수 있다.

3. 1. 하드웨어 레이턴시

컴퓨터는 프로세스라 불리는 명령들의 집합을 실행한다. 컴퓨터 멀티태스킹 환경에서 다른 프로세스가 실행 중이면 프로세스 실행이 연기될 수 있다. 운영 체제는 프로세스가 명령하는 작업을 수행할 시기를 스케줄링할 수 있다. 예를 들어, 프로세스가 컴퓨터 카드의 전압 출력을 1000Hz의 속도로 높음-낮음-높음-낮음 등으로 설정하도록 명령한다고 가정해 보자. 운영 체제는 고정밀 이벤트 타이머와 같은 하드웨어 시계를 기반으로 각 전환(높음-낮음 또는 낮음-높음)에 대해 스케줄링을 한다. 레이턴시는 하드웨어 시계가 생성한 이벤트와 전압의 실제 전환(높음에서 낮음 또는 낮음에서 높음) 사이의 지연 시간이다.

많은 데스크톱 운영 체제는 추가적인 레이턴시를 생성하는 성능 제한이 있다. 이 문제는 PREEMPT RT와 같은 실시간 확장 및 패치를 통해 완화될 수 있다. 임베디드 시스템에서는 실시간으로 명령어를 실행하는 것이 종종 실시간 운영 체제에 의해 지원된다.

일반적으로 레이턴시가 작을수록 해당 장치는 고성능이며 고가이다. 레이턴시의 정도를 "높음"과 "낮음"으로 표현하며, 응답이 늦은 것을 높은 레이턴시, 응답이 빠른 것을 낮은 레이턴시라고 한다.

시스템의 개별 요소가 고성능이라 하더라도, 레이턴시가 크기 때문에 시스템 전체의 성능이 높아지지 않는 경우가 있다. 예를 들어, CPU가 메모리에 대해 읽기(쓰기) 명령을 내린 후 실제로 읽기(쓰기)가 수행되기까지의 시간이 해당 메모리 고유의 레이턴시가 된다. 이 숫자가 작은 메모리일수록 빠르다고 할 수 있다.

3. 2. 운영 체제 레이턴시

컴퓨터는 프로세스라고 불리는 명령 집합을 실행한다. 운영 체제에서 프로세스 실행은 다른 프로세스들이 실행되고 있을 경우 지연될 수 있다. 또한 운영 체제는 프로세스가 명령하는 작업을 수행할 시기를 예약할 수 있다. 예를 들어, 프로세스가 컴퓨터 카드의 전압 출력을 1000Hz의 속도로 높음-낮음-높음-낮음 등으로 설정하도록 명령한다고 가정해 보자. 운영 체제는 스케줄링을 통해 각 전환(높음-낮음 또는 낮음-높음)을 고정밀 이벤트 타이머와 같은 하드웨어 시계를 기반으로 조정한다. 레이턴시는 하드웨어 시계가 생성한 이벤트와 전압의 실제 전환(높음에서 낮음 또는 낮음에서 높음) 사이의 지연 시간이다.[8]

많은 데스크톱 운영 체제는 추가적인 레이턴시를 생성하는 성능 제한이 있다. 이 문제는 PREEMPT RT와 같은 실시간 확장 및 패치를 통해 완화될 수 있다.[8]

소프트웨어 시스템에서 "평균" 및 "중앙값" 레이턴시에 대한 벤치마킹은 몇 개의 이상치 숫자가 왜곡될 수 있으므로 오해의 소지가 있을 수 있다. 대신 소프트웨어 설계자와 소프트웨어 개발자는 "99번째 백분위수"를 사용해야 한다.[8]

3. 2. 1. 실시간 운영 체제 (RTOS)

컴퓨터는 프로세스라 불리는 명령들의 집합을 실행한다. 운영 체제에서 프로세스의 실행은 다른 프로세스들도 실행되고 있을 경우 지연될 수 있다. 또, 운영 체제는 언제 프로세스가 명령을 내릴지에 대한 동작을 수행할지를 스케줄링한다. 예를 들어, 프로세스가 컴퓨터 카드의 전압 출력을 high-low-high-low로 설정함으로써 1000 Hz의 속도를 내도록 명령을 내린다고 하자. 운영 체제는 내부 시계를 기반으로 각 변화(high-low 또는 low-high)의 스케줄링 수정을 선별할 수 있다. 레이턴시는 이러한 변화를 명령하는 프로세스 명령과 high에서 low 또는 low에서 high로 전압을 실제로 변화시키는 하드웨어 간의 지연을 의미한다.

임베디드 시스템에서는 실시간으로 명령어를 실행하는 것이 종종 실시간 운영 체제에 의해 지원된다.

4. 응용 분야별 레이턴시

통신 분야에서 레이턴시는 데이터 전송 지연 시간을 의미하며, 사용자 경험에 큰 영향을 미친다. 예를 들어 CPU가 메모리에 읽기/쓰기 명령을 내린 후 실제로 읽기/쓰기가 수행되기까지의 시간이 해당 메모리의 레이턴시가 된다. 고속 광대역 통신이라도 레이턴시가 크면 "느리다"고 느끼거나, 실시간성이 높은 네트워크 게임 등에서 동기화 문제가 발생할 수 있다.

온라인 게임에서 랙은 게이밍에서의 레이턴시를 설명하는 데 사용되는 용어이다. 높은 레이턴시의 인터넷 연결을 가진 플레이어는 느린 반응을 보일 수 있으며, 이는 게임 이벤트 전송 지연으로 인해 발생하여 낮은 레이턴시 연결을 가진 플레이어에게 기술적 이점을 제공한다.

알고리즘 트레이딩에서 레이턴시를 최소화하는 것은 자본시장의 관심 대상이다.[11] 컴퓨터를 사용한 거래는 네트워크 속도의 밀리초 단위 개선이 금융 기관에 경쟁 우위를 제공할 정도로 발전했다.[4] 조엘 하스브루크와 기디온 사르(2011)는 금융 거래 실행 시간을 다음 세 가지 요소로 측정했다.[3]

구분내용
1정보가 거래자에게 도달하는 시간
2거래자의 알고리즘이 정보를 분석하고 조치를 결정하는 시간
3생성된 조치가 거래소에 도달하여 실행되는 시간



오디오 처리에서 레이턴시는 오디오 신호의 입력과 출력 사이의 시간 지연을 의미한다. 오디오 시스템에서 지연 시간을 유발하는 요인으로는 아날로그-디지털 변환, 버퍼링, 디지털 신호 처리, 전송 시간, 디지털-아날로그 변환 및 공기 중의 소리 속도 등이 있다.[1]

음악 제작 등의 DAW/DTM 환경에서 음향 신호나 MIDI 신호의 시스템 상 지연을 표현할 때도 레이턴시라는 단어가 사용된다.

비디오 레이턴시는 비디오 스트림 전송이 요청된 시점과 실제 전송이 시작되는 시점 사이의 지연 정도를 의미한다.

시뮬레이션 응용 분야에서 레이턴시는 초기 입력과 시뮬레이터 훈련생 또는 시뮬레이터 대상에게 명확하게 인지 가능한 출력 사이의 시간 지연을 의미하며, 일반적으로 밀리초 단위로 측정된다. 시각 및 모션 시스템이 모두 있는 시뮬레이터에서는 모션 시스템의 레이턴시가 시각 시스템보다 크지 않도록 하는 것이 특히 중요하다. 그렇지 않으면 시뮬레이터 멀미 증상이 나타날 수 있다.

4. 1. 통신

통신 분야에서 레이턴시는 데이터 전송 지연 시간을 의미하며, 사용자 경험에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 레이턴시가 작을수록 해당 장치는 고성능이며 고가이다. 레이턴시는 "높음"과 "낮음"으로 표현하며, 응답이 늦으면 높은 레이턴시, 빠르면 낮은 레이턴시라고 한다.

데이터를 보낸 후 실제로 데이터가 상대방에게 도착하기까지의 시간을 "단방향 지연 시간(편도 레이턴시)", 데이터 송신 요청을 보낸 후 해당 요청에 응답하는 데이터가 돌아오기까지의 시간을 "왕복 지연 시간(왕복 레이턴시)"이라고 한다. 인터넷에서의 왕복 지연 시간은 '''왕복 시간'''(Round Trip Time)이라고도 하며, ping으로 측정할 수 있고, 단위는 밀리초(ms)이다.

시스템의 개별 요소가 고성능이라도, 레이턴시가 크면 시스템 전체 성능이 높아지지 않는 경우가 있다. 예를 들어, CPU가 메모리에 읽기/쓰기 명령을 내린 후 실제로 읽기/쓰기가 수행되기까지의 시간이 해당 메모리의 레이턴시가 된다. 이 숫자가 작은 메모리일수록 빠르다. 또한, 고속 광대역 통신이라도 레이턴시가 크면 "느리다"고 느끼거나, 실시간성이 높은 네트워크 게임 등에서 동기화 문제가 발생할 수 있다.

4. 1. 1. 온라인 게임

온라인 게임은 레이턴시에 민감하다. 그 이유는 느린 응답 속도가 불이익을 가져오는 반면, 게임 세션 중에 발생하는 새로운 이벤트에 대한 빠른 반응 속도는 보상을 받기 때문이다. 랙은 게이밍에서의 레이턴시를 설명하는 데 사용되는 용어이다.

높은 레이턴시의 인터넷 연결을 가진 플레이어는 적절한 반응 시간에도 불구하고 느린 반응을 보일 수 있다. 이는 게임 이벤트 전송 지연으로 인해 발생하며, 낮은 레이턴시 연결을 가진 플레이어에게 기술적 이점을 제공한다.

4. 1. 2. 금융 거래 (알고리즘 트레이딩)

알고리즘 트레이딩에서 마켓 업데이트를 수행하고 수초 안에 주문 실적을 개선할 수 있기 때문에, 레이턴시를 최소화하는 것은 자본시장의 관심 대상이다.[11] 컴퓨터를 사용한 거래는 네트워크 속도의 밀리초 단위 개선이 금융 기관에 경쟁 우위를 제공할 정도로 발전했다.[4]

조엘 하스브루크와 기디온 사르(2011)는 금융 거래 실행 시간을 다음 세 가지 요소로 측정했다.[3]

구분내용
1정보가 거래자에게 도달하는 시간
2거래자의 알고리즘이 정보를 분석하고 조치를 결정하는 시간
3생성된 조치가 거래소에 도달하여 실행되는 시간



하스브루크와 사르는 이와 대조적으로, 많은 거래소에서 사용하는 훨씬 더 좁은 정의, 즉 주문 입력(공급업체의 컴퓨터에서)부터 확인 응답 전송(공급업체의 컴퓨터에서)까지 측정되는 처리 지연 시간으로 지연 시간을 측정하는 방식을 사용한다.[3]

4. 2. 오디오 처리

오디오 처리에서 레이턴시는 오디오 신호의 입력과 출력 사이의 시간 지연을 의미한다. 오디오 시스템에서 지연 시간을 유발하는 요인으로는 아날로그-디지털 변환, 버퍼링, 디지털 신호 처리, 전송 시간, 디지털-아날로그 변환 및 공기 중의 소리 속도 등이 있다.[1] 일반적으로 레이턴시가 작을수록 해당 장치는 고성능이며 고가이다. 레이턴시는 "높음"과 "낮음"으로 표현하며, 응답이 늦으면 높은 레이턴시, 응답이 빠르면 낮은 레이턴시라고 한다.[1]

데이터 송신 후 실제로 데이터가 상대방에게 도착하기까지의 시간은 "단방향 지연 시간(편도 레이턴시)", 데이터 송신 요청 후 해당 요청에 응답하는 데이터가 돌아오기까지의 시간은 "왕복 지연 시간(왕복 레이턴시)"이라고 한다. 인터넷에서의 왕복 지연 시간은 '''왕복 시간'''(Round Trip Time)이라고도 하며, ping으로 측정할 수 있고, 단위는 밀리초(ms)이다.[1]

MIDI 신호는 규격상 31.25kbps의 전송 속도를 가지며, 1바이트 전송 시 시작 비트와 정지 비트가 추가되고, 주요 연주 정보인 채널 메시지는 최소 2바이트 길이를 필요로 한다. 따라서 채널 메시지 전송에는 최소 640마이크로초가 소요된다. 또한 MIDI는 순차적으로 메시지를 전송하므로, 하나의 버스에서 대량의 메시지가 동시에 발생하면 인지 가능한 지연(발음 지연)이 발생할 수 있다. MIDI 기기 내부에서도 별도의 지연이 발생할 수 있다.[1]

4. 2. 1. 디지털 오디오 워크스테이션 (DAW) / 데스크톱 뮤직 (DTM)

음악 제작 등의 DAW/DTM 환경에서 음향 신호나 MIDI 신호의 시스템 상 지연을 표현할 때도 레이턴시라는 단어가 사용된다. 컴퓨터 처리에 의해 수 밀리 초의 신호 지연이 악기 연주에 방해가 되거나, 믹스 처리 시 음향 등에 영향을 미치기 때문에 컴퓨터 음악을 하는 뮤지션들 사이에서 중요하게 여겨진다. 특히 컴퓨터를 소프트웨어 신시사이저나 이펙터로 사용하는 경우, 외부 하드웨어와 동시에 사용할 때 레이턴시가 문제시되는 경우가 많다.[1]

일반적으로 컴퓨터가 음성 신호를 출력할 경우, 음성 데이터를 일정 길이의 버퍼에 기록한 다음 순차적으로 하드웨어에 출력한다. 따라서 버퍼의 샘플 수를 샘플링 주파수(''헤르츠'')로 나눈 값만큼 레이턴시(''초'')가 발생한다. 버퍼 용량이 작을수록 레이턴시도 작아지지만, 시간당 오버헤드가 증가하고 시스템 성능이 낮은 경우에는 처리 지연이 발생해 노이즈가 될 수도 있다.[1]

또한, 이펙터의 디지털 신호 처리 알고리즘에 의해서도 레이턴시가 발생한다. 예를 들어 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용한 알고리즘에서는 창 폭 등에 따라 레이턴시가 발생하며, 선행 분석(룩어헤드) 기능을 갖춘 리미터/컴프레서에서는 선행 분석 시간에 따라 레이턴시가 발생한다. 또한 멀티 트랙 재생에서 레이턴시가 있는 이펙터를 특정 트랙에만 사용하면 동기화가 어긋나게 된다. 따라서 모든 트랙의 레이턴시를 통일해 동기화하는 레이턴시 보정 기능을 가진 시스템도 있다.[1]

4. 3. 비디오 처리

비디오 레이턴시는 비디오 스트림 전송이 요청된 시점과 실제 전송이 시작되는 시점 사이의 지연 정도를 의미한다. 비교적 작은 지연을 보이는 네트워크는 낮은 레이턴시 네트워크로 알려져 있으며, 그 반대는 높은 레이턴시 네트워크로 알려져 있다.[1]

4. 4. 시뮬레이션

시뮬레이션 응용 분야에서 레이턴시는 초기 입력과 시뮬레이터 훈련생 또는 시뮬레이터 대상에게 명확하게 인지 가능한 출력 사이의 시간 지연을 의미하며, 일반적으로 밀리초 단위로 측정된다. 레이턴시는 때때로 '수송 지연'이라고도 한다.

시각 및 모션 시스템이 모두 있는 시뮬레이터에서는 모션 시스템의 레이턴시가 시각 시스템보다 크지 않도록 하는 것이 특히 중요하다. 그렇지 않으면 시뮬레이터 멀미 증상이 나타날 수 있다. 이는 실제 세계에서 모션 단서가 가속도와 관련이 있으며 일반적으로 50밀리초 미만으로 뇌로 빠르게 전달되기 때문이다. 따라서 시뮬레이터는 모션 레이턴시가 시각 시스템의 레이턴시와 같거나 그보다 작도록 하여 실제 상황을 반영해야 한다.

일반적으로 레이턴시가 작을수록 해당 장치는 고성능이며 고가이다. 레이턴시의 정도는 "높음"과 "낮음"으로 표현하며, 응답이 늦은 것을 높은 레이턴시, 응답이 빠른 것을 낮은 레이턴시라고 한다.

5. 인터럽트 레이턴시

물리적인 인터럽트가 발생한 후, 인터럽트 서비스 루틴(ISR)이 시작될 때까지의 시간을 의미한다.

6. 워크플로우와 레이턴시

하나의 워크플로우 시스템 내의 개별 워크플로우는 어떤 종류의 운영 지연 시간(레이턴시)의 영향을 받을 수 있다. 개별 시스템은 참여자 유형이나 목표 추구 행동에 따라 여러 유형의 지연 시간을 가질 수도 있다. 이는 항공 여행과 관련된 다음 두 가지 예시를 통해 가장 잘 설명할 수 있다.

승객의 관점에서 지연 시간은 다음과 같이 설명할 수 있다. 존 도(John Doe)가 런던에서 뉴욕으로 비행한다고 가정해 보자. 그의 여행 지연 시간은 영국에 있는 집에서 뉴욕에 있는 호텔까지 가는 데 걸리는 시간이다. 이는 런던-뉴욕 항공 노선의 처리량과는 관계가 없다. 즉, 하루에 100명의 승객이 여행을 하든 10000명의 승객이 여행을 하든 여행 지연 시간은 동일하게 유지된다.

항공 운항 인력의 관점에서 지연 시간은 완전히 다를 수 있다. 런던과 뉴욕 공항의 직원을 생각해 보자. 대서양 횡단을 할 수 있는 비행기는 제한되어 있으므로, 비행기가 착륙하면 가능한 한 빨리 왕복 여행을 준비해야 한다. 예를 들어, 다음 시간이 걸릴 수 있다.

작업소요 시간
비행기 청소35분
비행기 급유15분
승객 탑승10분
화물 적재30분



위 작업이 순차적으로 수행된다고 가정하면, 최소 비행기 턴어라운드 시간은 다음과 같다.

:35 + 15 + 10 + 30 = '''90'''

그러나 청소, 급유 및 화물 적재는 동시에 수행할 수 있다. 승객은 청소가 완료된 후에만 탑승할 수 있다. 따라서 단축된 지연 시간은 다음과 같다.

:35 + 10 = 45

:15

:30

:최소 지연 시간 = '''45'''

턴어라운드에 관련된 사람들은 개별 작업에 걸리는 시간에만 관심이 있다. 그러나 모든 작업을 동시에 수행하면 지연 시간을 가장 긴 작업 시간에 맞게 줄일 수 있다. 일부 단계에 사전 요구 사항이 있는 경우 모든 단계를 병렬로 수행하는 것이 더 어려워진다. 위 예에서 승객 탑승 전에 비행기를 청소해야 한다는 요구 사항으로 인해 최소 지연 시간이 단일 작업보다 길어진다.

참조

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