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ゲーミングキーボードの低遅延の秘密を解明

eスポーツ人気の高まりにより、eスポーツゲーム業界は急成長を遂げています。Bizwit Research & Consulting LLPの研究によると、全世界におけるゲーム周辺機器の市場は、2028年までに年平均成長率10.4%を超えると予測されており、中でもゲーミングキーボードはプレイヤーにとって最も重要なヒューマンマシンインタフェースデバイスの一つです。ゲーム中の遅延やカクつきは、いずれもプレイヤーに不快な体験をもたらし、製品の売り上げに影響を与えてしまいます。この問題に対して、ゲームプレイヤーに最高のユーザーエクスペリエンスを提供し、消費者の心をつかむため、各メーカーは遅延の少ない製品を開発して優位性をアピールしています。   ゲーミングキーボードテストの実例紹介 キーボードの遅延とは、キーボードのキーが押されてから、コンピューターシステムがそのコマンドを受け取るまでにかかる時間を指します。ミリ秒の差が勝敗を左右するeスポーツゲームにおいて、低遅延であればゲームを優位に進めることができるため、ユーザーは低遅延を特に重視しています。FPS（ファーストパーソンシューター）やMOBA（マルチプレイヤーオンラインバトルアリーナ）など、高度な反応と意思決定が必要な環境では、低遅延の重要性が一層顕著となります。このようなゲームでは、遅延の大きさのせいで対応が遅れ、プレイヤーが不利になるなど、ミリ秒単位の遅延が勝敗を分けることもあります。 では、低遅延機能をアピールするゲーミングキーボードについて、ユーザーや販売店はどのように比較すればいいのでしょうか？アリオンが調査したところによると、市販のゲーミングキーボードが、その製品紹介や宣伝で実験結果のデータ、前世代製品や他社製品との比較データをアピールすると、低遅延パフォーマンスがより明確に理解され、eスポーツ選手の購買意欲を高めることができることが分かっています。   アリオンは市場で売れ筋の商品をいくつか選び、低遅延を謳うゲーミングキーボードと通常のキーボードをテストして比較しました。  低遅延ゲーミングキーボードのキーストローク遅延テスト結果  以下は、低遅延ゲーミングキーボードのキーストローク遅延（システム遅延時間を含まず）の結果です。  一般的なキーボードのキーストローク遅延テスト結果  次に、一般的なキーボードのキーストローク遅延（システム遅延時間を含まず）の結果です。 [...]

サウンドバーには接続できるのに、アンプに接続できないのはなぜ？

Allion Labs  消費者が動画音楽といった娯楽コンテンツの品質をますます重視するようになり、高品質な音楽を楽しめるように、サウンドバーやアンプなどのオーディオビジュアル製品の品質に対する現代人のニーズも厳しくなっています。しかし、消費者が高品質な音楽を楽しむ一方で、サウンドバー/アンプを他のデバイスと接続する際に、さまざまな問題が発生することがあります。連動機能に問題が生じたり、正常に操作できなかったりすると、その製品のブランドイメージが悪化したり、さらには怒りから返品される可能性もあり、こうした状況は消費者とメーカーにとっても決して望ましいものではありません。 HDMI CEC機能とは？ サウンドバー/アンプの有線接続方法にはHDMIやデジタル光ファイバーSPDIFがあり、ワイヤレス接続にはBluetoothやWi-Fiなどの方法があります。HDMIでの有線接続の場合、連動機能要件に対応するために、HDMI協会はCEC（Consumer Electronics Control）仕様を策定しています。CEC機能に対応した機器であれば、ユーザーはHDMI接続されたすべてのデバイスを1つのリモコンで操作することができます。 よく使用されているCEC機能は次のとおりです。 ・ワンタッチプレイ(One Touch Play)：テレビのリモコンで<再生>ボタンを押すと、Blu-rayプレーヤーが起動し、スタンバイ状態のテレビ、サウンドバー/アンプも一緒に起動する。また、Blu-rayプレーヤーが接続しているHDMIポートの画面が自動的に表示される。 ・システムスタンバイ(System Standby)：テレビのリモコンで電源ボタンを押してテレビの電源を切ると、ビデオ再生中のBlu-rayプレーヤーとサウンドバー/アンプも一緒に電源が切れる。 ・ディスクプレイヤーの制御(Deck [...]

振動ストレスが製品構造設計とパッケージングにもたらす問題とは

振動ストレスが製品に与える目に見えない影響 モバイルデバイス時代の到来とともに、多くの家電製品が特定のエリアや位置に固定されなくなりましたが、移動しながら製品を使用する場合、さまざまな環境ストレスに直面してしまいます。製品のレビューや、アリオンが実際に行った実験によると、一部の消費者から、使用中に突然製品に異常が現れた、または輸送後に製品が破損していることに気付いたという報告が寄せられています。こうした製品破損の多くは、「振動外力」による製品への影響が原因であるため、一般的な製品の出荷時には特に注意を払う必要があるほか、ガジェット製品の構造設計とパッケージングにおいて、いかにユーザーの使用シナリオを効果的にシミュレーションして関連検証を行うかが、現在必須課題になりつつあります。 さまざまなユーザーシナリオで振動リスクを評価したうえで、保護措置を講じるには? 振動などが原因で消費者向け家電製品が故障した場合、ユーザーに悪い消費体験を与えてしまいかねず、消費者の購買意欲に影響するほか、その後の保証コストも発生してしまいます。 アリオンは30年以上にわたるテスト実績と経験があるラボとして、システム統合テスト(SIT, System Integration Test)専門家チームを持っており、ユーザーシナリオを信頼性テストに落とし込んで、さまざまな振動要因を正確にシミュレーションすることができます。以下、振動が発生する一般的な原因を紹介します。 1.　外部刺激：外部の力や機器の動作が、物体の振動を引き起こす主な原因の1つです。例えば、機械設備の動作や交通機関の運行など、または地震、気流の乱れなどの自然の要因も振動を引き起こす可能性があります。振動エネルギーが発生する限り、物品の損傷リスクがあると言えます。 2.　共振：外部刺激の周波数が物体固有の周波数に近づくと、共振が発生する可能性があり、物体の振幅が増加し、部品の損傷につながる可能性があります。 3.　機械的故障：機械部品の故障や摩耗、または不適切な取り付けで振動が発生し、さらには故障する可能性さえあります。これにより、部品が正常に機能しなくなり、装置全体が効果的に動作しなくなります。 4.　電子振動：電子部品と回路では、電流と電圧の変動も部品の振動を引き起こす可能性があり、このタイプの電子振動は通常高周波で発生します。 5.　摩擦：摩擦力は、特に物体が表面上で滑ったり移動したりする時に物体の振動を引き起こす可能性があり、このタイプの振動は通常滑り振動と呼ばれます。  実測結果　 アリオンのユーザー信頼性検証テストでは、製品の環境条件だけでなく、製品使用時の状況を考慮し、ユーザーが起こしそうな操作行動もシミュレーションします。過去に実施した関連事例から、よく起こる問題をいくつか発見しました。 [...]

コネクタの高周波特性を測定する際に見落とされがちな判断条件とは？（後編）

高周波特性が分からない？設計検証に時間がかかる？ 前回の記事では、高周波コネクタの設計で機械エンジニアが直面する課題と潜在リスクについてまとめました。従来の低速コネクタの設計においては、特に高周波特性を考慮する必要はありませんでしたが、高速コネクタの設計では、高周波特性は品質に影響を及ぼす重要な要素となります。高周波特性は非常に複雑であり、機械エンジニアも高周波特性を理解するのに経験が不足していたりすると、高周波コネクタの設計と検証に多くの時間がかかってしまいます。また、検証した結果がfailだった場合、効率的に問題点を特定して修正することもできません。 高周波特性の潜在リスクを一度で確認 アリオンには環境設備と豊富な実績があります。高周波特性が不良の場合に起こる得る潜在リスクを分析しまとめました。 1.　インサーションロス（Insertion Loss） 挿入損失が大きすぎると信号の減衰が悪化し、伝送距離と帯域幅に影響します。 2.　リターンロス（Return Loss） 反射損失が大きすぎると信号の反射と干渉が発生し、信号品質に影響します。 上記の潜在リスクにより、データの伝送頻度低下や高いビットエラー率を引き起こし、その結果サーバー全体のパフォーマンスが低下する可能性があります。 インサーションロスやリターンロスの検証が、毎回わずかな差で合格できない場合、どのようにこれを改善するかが、エンジニアにとって最大の課題になります。TDR（Time Domain Reflectometry）を観察して問題を解明しようとするかもしれません。ただし、難しいのはTDRが規格に準拠している場合で、この場合はどのように修正に取り組むべきでしょうか？多くのお客様の製品プロジェクトで経験を積んできたアリオンは、上記のリスクに対して改善すべき考え方の方向性を示すために、以下の事例を提案します。 事例紹介 [...]

USB製品がワイヤレスデバイスの信号干渉を引き起こす原因に？

さまざまな通信デバイスの普及や新たな規格の導入に伴い、見えない信号による干渉問題がますます深刻化しており、関連する議論に注目が集まっています。最も一般的な無線干渉の1つであるRFI（Radio Frequency Interference）無線周波数干渉は、電磁波によって引き起こされる干渉のことで、似たような周波数の2つの電磁波が受信側で同時に受信されると、干渉が発生しやすくなります。 現在主流となっている通信周波数として、ワイヤレスネットワークの主な周波数帯域は2.4GHzと5GHz（例：BluetoothやWi-Fi）、USBの転送周波数は2.5GHzと5GHzで、これら2つの周波数は非常に近くなっています。 これら2つの周波数が近いと、使用するデバイスが異なっていても相互に干渉を引き起こし、接続や転送品質に大きな影響を与えます。例えば、Bluetoothワイヤレスマウスを使用中に、USBケーブルで接続したUSBストレージデバイスを使用して大量のデータを転送する場合、使用するUSBケーブルが認定製品でないと、ケーブル外側のシールドによるマスキングが不十分なため無線周波数干渉が発生し、Bluetoothワイヤレスマウスの操作性に影響を与える可能性があります。 以下の図はUSBケーブル製品を実際に測定した図です。10MHz〜6GHz周波数でのマスキング性能を示しており、このケーブルにFailが発生するとRFIのリスクがあることを示しています。 アリオンはUSB協会から認定されたUSBケーブルとコネクタの認証機関として、USB関連のテストで豊富な経験を積んでおり、製品のRFI干渉に対し包括的なテストを行い分析することができます。設計から検証、認証に至るまで、お客様の製品がすぐに業界のベンチマークとなるように、専門的且つ信頼性の高いコンサルティングサービスも提供します。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる検証コンサルタント アリオンは、30年以上にわたるテスト実績と経験があり、幅広い分野の専門家によるチームおよび充実したテスト環境と機器を備えるだけでなく、ユーザーシナリオにおける豊富なテスト経験をもとに、ユーザー体験の向上を支援し、より速く、より簡単、より良い高品質のサービスを提供することができます。  Faster　ー　より迅速　 アリオンは、電源から電気、構造、環境テスト装置に至るまで、充実したテスト設備を備えています。また、アリオンは、標準的なテストに加えて、お客様のご要望に合わせてカスタマイズされたテストを実施するサービスも提供しており、お客様がテストラボを探す手間を省きます。  Easier　ー　より簡単　 アリオンは豊富なプロジェクト経験を積んでおり、製品設計の相談から検証プロセスの説明、認証の実施に至るまでワンストップでサービスを提供し、製品が最短時間で認証を取得できるようサポートします。  Better　ー　より正確　 。製品の検証で問題が発生した場合、アリオンは問題の分析、デバッグサポート、さらにはソリューション提案を行い、迅速に問題を解決することができます。 [...]

コネクタの高周波特性を測定する際に見落とされがちな判断条件とは？（前編）

科学技術トレンドの観察と製品設計の課題 ハイテク時代において、今日のテクノロジー製品に影響を与えている2つの重要なトレンドがあります。1つは製品の高速化、もう1つはサイズの小型化ですが、このトレンドの下で高速、高周波、小型の製品を設計する際、多くの課題に直面します。特にコネクタ設計の分野では、高周波そのものの特性が大きな減衰と大きな干渉をもたらすため、小型の高周波コネクタの設計はさらに困難になります。 想像してみてください。マシンのエンジニアがソフトウェアシミュレーションを駆使し、苦労して実装した高周波コネクタのサンプルで、高周波特性を検証した結果最終的に不合格だったとします。エンジニアはその知らせを受けた瞬間に大変驚き、すぐにシミュレーションに問題があったのか、あるいは実装か測定に問題があったのではないかと疑問に思うことでしょう。経験豊富なエンジニアであれば、自分のシミュレーションと実装に自信を持っているため、測定部分を疑うエンジニアが多いですが、測定には多くの重要な要素があるため、必ずしも問題を特定できるとは限りません。 見落とされがちな高周波コネクタの潜在リスクを知ろう！ アリオンは、お客様の製品測定で豊富な経験を積み重ね、見落とされがちな潜在リスクを分析し総括しました。それは、PCB基板が高周波コネクタの特性に影響を及ぼす可能性があるということです。 コネクタの高周波特性を測定する場合、PCB基板を介して機器に接続する必要がありますが、PCBの特性が完全に除去されるかどうか（De-embedded）で、PCBの設計と製作の良し悪しを判断します。中でも、多くの人が見落としてしまう基本的な判断条件の1つが、2つのThru（通過）のIL（挿入損失）とRL（反射損失）の交差で、これらの交差はないほうが理想です。 したがって、コネクタ用のPCB高周波テストフィクスチャを製作する場合は、一般的なPCBレイアウト設計会社を選んで製作することがないようにしましょう。会社選びを間違えてしまうと、時間（テストフィクスチャの完成に最低4週間かかる）やお金（低価格の会社を選んでも、設備や経験が不足している）を無駄にすることになり、最初からすべてをやり直さなければなりません。 上記の潜在リスクに対し、当社が選ばれる理由 アリオンは以下の条件を備えており、問題を回避して、包括的なコンサルティングサービスを提供することができます。 1. 多くの協会が認定する試験機関として、幅広い業界の高周波コネクタ規格に精通している。 2. 設計や計測で豊富な経験がある。 3. 規格に準拠した完全な計測装置を備えている。 [...]

サーバー用高速ケーブルの品質を検証する方法とは？

Allion Labs  PCIe 5.0の使用環境が徐々に形になりつつある中、潜在リスクが顕在化している？ 人工知能やクラウドコンピューティングの急速な発展に伴い、高速データ転送ニーズは増加の一途を辿り、PCI Express（PCIe）はサーバー用途で最も広く使用されている転送技術になっています。特に高性能演算HPC（High Performance Computing）サーバーとAIサーバーでは、ほとんど全てにPCIe 5.0規格が導入され、双方向のデータ転送スループットは128GB/sに達し、これら2種類のサーバーが最大のパフォーマンスを発揮できるようになりました。ただし、PCIe 5.0の周波数が16GHzに達すると、PCB基板は高周波数による信号減衰が大きくなる特性があり、製造メーカーは大きな技術的課題に直面しています。信号減衰をいかに軽減して信号伝達を高速化するかは、業界全体で解決すべき喫緊の課題となっています。これに対し関連メーカーは、より多くの高周波数ケーブルを設計に取り入れてPCIeチャネルの長さを延ばし、すべての高速デバイスを1つのサーバーに統合できるようにしています。 高周波ケーブルの「こんな特性」にはリスクが潜んでいる？ 使われる高周波ケーブルの数が増えるにつれて、高周波ケーブルの品質検証がますます重要になっています。高周波ケーブルの品質に影響を与える特性には、挿入損失（Insertion Loss）、反射損失（Return Loss）、クロストーク（Crosstalk）などがあり、これらの特性が良好でなければ、以下の潜在リスクが発生してしまいます。 1. [...]

ノートPCを例に、画面の明るさを検証する重要性とは？

Allion Labs コンシューマーエレクトロニクス製品の普及により、人々はスマートフォンやパソコン、タブレットなどの画面に触れる機会が増え、目への負担も日々増大していますが、研究によると、画面が明るすぎても暗すぎても、いずれも目に有害であると言われています。液晶ディスプレイ（LCD）は、現在ノートPCの画面に最もよく使用されているディスプレイですが、バックライトの明るさが高くなるにつれて、バックライトを適切な明るさに調整し、画面の視覚効果を維持することが非常に重要になり、近年では目の保護をアピールしている製品が注目されています。例えば、適切な明るさの設定や調整比率、調整精度は、どれもユーザーエクスペリエンスの重要な要素であり、端末ブランドメーカーも重視すべきポイントでもあります。 ノートPCの画面の明るさに潜むリスクと検証ソリューションを実例で紹介 ノートPCを例に挙げると、マイクロソフトのオペレーティングシステム（OS）では、バックライト明るさを100段階で、キーボード上のファンクションキーも11段階でそれぞれ調整することができます。 OSが提供する100段階のバックライト明るさ調整機能は以下の通りです。 ノートパソコンのキーボード上にある画面の明るさ調整ファンクションキーは以下の通りです。 バックライトが暗すぎると画面が見づらくなり、逆に明るすぎると眩しすぎて不快感を感じてしまいます。消費者が明るさを調整する際に、一段階の差であまりにも明るすぎたり暗すぎたりしてクレームが発生するのを防ぐために、製品出荷前に明るさの調整比率を設定する必要があります。 アリオンが実際にお受けしたテストケースをご紹介すると、ノートPCのバックライト調整はBIOSで制御でき、各段階に応じた明るさが事前に設定されており、消費者は任意の段階まで自由に調整することができます。 当社はオシロスコープを利用してPWM出力信号を測定し、照度計で画面の四隅と中央の明るさを測定して平均値を取ることで、製品が設計値に合致しているかどうかを検証しました。もし設計値に合致しない製品があれば、明るさの変化がユーザーの期待と一致しない可能性があり、早期にエラーを修正すべきであると進言しました。 300ニッツのバックライトの明るさに対応する例は以下の通りです。   Faster、Easier、Better　―　画面検証コンサルティングサービス 今回ご紹介した例では、ハードウェア設計の検証という点から始め、ユーザーシナリオに潜む問題を確認しました。アリオンはさまざまな協会の貢献者として、関連する規格の策定を支援すると同時に、協会に認定されたラボとして、お客様のニーズに応じた規格を策定し、ブランド独自のエコシステムを構築するサポートを行います。 さらに、環境信頼性やベンチマーク、競合分析、ユーザーシナリオのシミュレーションなどのテストを提供しており、アリオンの経験豊富なコンサルティングチームを通じて、お客様により迅速且つシンプル、そして優れたサービス体験を提供することで、市場での販売を促進します。 [...]

USB充電中にうっかりケーブルを足に引っ掛けてしまい 、充電ポートが壊れた経験はありませんか？

技術の進歩に伴い、ポータブルガジェット製品の種類がますます増えています。こうした製品のサイズは、現在の技術ではほぼ限界に達しているため、最近のトレンドとして、同じサイズでより多くの機能を入れ込むことを目標に開発が進められています。 初期のポータブル製品は、製品サイズが大きかったため、I/Oポートインターフェースでは比較的大きなものを使用することができました。その後、製品サイズの小型化に伴い、ノートパソコンのUSBポートがUSB Type-Aコネクター（右の画像）からUSB Type-Cコネクター（左の画像）に置き換わったように、インターフェースも小さくしなければならなくなりました。 USB Type-Aはコネクタ自体のサイズが大きく、またデータ転送速度にも限界がある一方で、USB Type-Cコネクタは小型で高速なデータ転送が可能という特性を持っているため、徐々に製品用途の主流となっています。 コネクタのサイズが小さくなることで、機械構造に変化をもたらし、インターフェースの衝撃に対する耐性も低下します。 以下、概略図で説明しましょう。USB Type-AとUSB Type-CのメスコネクタがPCB基板に固定されている場合、コネクタを基板から引き抜く最大の力をF（緑の矢印）と仮定します。メスコネクタのポートを支点として（赤い三角形）　トルク＝モーメントアーム×力　の方法で計算すると、支点の右側の同じ位置にあるワイヤーが耐えられる力が異なり、USB Type-Aの支点の右側にFの力が加わるとコネクタは外れてしまいます。しかし、USB Type-Cの場合は2/3Fの力しか耐えられず、コネクタのサイズが小さくなると外部の衝撃に対する強度も明らかに低下するため、Type-Cコネクタの固定強度には特に注意が必要です。 USB Type-Cの普及に伴い、昨今の自動車業界でも車載充電のコネクタが徐々にType-Cに切り替わっています。以下のような事態を経験したことがある方も多いのではないでしょうか。 [...]

サーバー信号品質の低下がもたらす潜在リスク

Allion Labs  最近サーバー業界で最も注目されている話題は、ChatGPTとNVIDIAがもたらした生成AI旋風です。AIサーバーも業界関係者から注目を集め始めて購入注文も出ており、AIサーバーの成長を牽引しています。市場調査機関Trend Forceの最新の予測によれば、AIサーバーの出荷数は2023年に前年比年間で38.4％増加し（約120万台）、サーバー出荷数全体の約9％を占める見込みとなっています。さらに、2026年には15％に達し、2022年から2026年におけるAIサーバー出荷数の年間平均成長率が10.8％から22％に上方修正されています。 AIサーバー内部の高速インターフェースにはPCI Express（PCIe）5.0技術が採用されており、双方向のスループットは約128GB/sに達し、大量のデータ転送と計算が必要な各種生成AIアプリケーションをサポートしており、これこそAIサーバーが成功する主な要因の一つでもあります。そのため、PCIeチャネル設計の品質検証は非常に重要であり、電気信号のアイパターン測定がPCIeの最も一般的な検証手法となっていますが、すべてのPCIe信号のアイパターンを全面的に検証するには、非常に時間がかかります。たとえば、8つのPCIe 5.0スロット（x16）を持つAIサーバーの場合、測定しなければならないアイパターンは4608個にも及び、作業完了までに9〜10日かかります。100％測定するには時間がかかるため、業界では検証時間を短縮するために部分的に測定することが多く、その測定カバレッジ率は約15〜25％程度に過ぎません。このような低い測定カバレッジ率では、不適切に設計されたチャネルを検出できないリスクが生じ、データ転送性能の低下や速度低下、深刻な場合にはGPUアクセラレータカードの接続失敗や、システムが再起動する可能性が高まります。 このようなリスクに対処するために、アリオンはPCIe電気検証自動化ソリューション（Allion PCIe Multiport System、以下APMS）を開発しました。これにより、測定の所要時間を高速化してテストサイクルを短縮し、測定装置の生産能力や回転率を向上させることができます。このAPMSは、手動テストに必要な時間を5分の1に短縮でき、前述した9〜10日かかる案件を2日で完了し、全てのpresetモードの全レーンで100％のカバレッジ率を達成することができます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できるサーバー検証コンサルタント アリオンは完全な環境設備と豊富なプロジェクト経験を備えており、APMSの開発に加えて、以下のPCIeに関するコンサルティングサービスも提供しています。 1. 検証に必要な各種フォームファクタのテスト治具を提供し、お客様のニーズに合わせてカスタマイズ可能な治具を開発します。 [...]