ラズパイオーディオにおける音の“揺らぎ”を解決？「リアルタイムカーネル」のメリットと課題

ここでいうレイテンシーとは、CPUが命令を発してから結果が返ってくるまでの遅延時間のこと。一般的にはマイクロ秒（100万分の1秒）単位で測られるが、1MHzの周期が1マイクロ秒であることを思い出せば、それなりの遅れということが理解できることだろう。

周期的な処理を繰り返すオーディオ再生の場合、レイテンシーが長くても致命的な問題にはならない。しかし、レイテンシーが短くなったり長くなったりたびたび変動するとしたら……信号送出に関わる影響はあるはず。つまり、オーディオ再生においてレイテンシーを考慮する場合、重要なのは短さより一貫性、言い換えれば「揺らぎの少なさ」ということだ。

その「揺らぎ」という言葉を英語に置き換えると、デジタルオーディオ再生における宿敵（?）の「Jitter」（ジッター）になる。水晶発振器など高精度／低位相雑音のマスタークロックを入力している場合、CPUが信号送出するタイミングの揺らぎがそっくりそのままジッターとして現れるとは考えにくいものの、音質へプラスに作用することもないだろう。

この問題を解決！とまではいかないが、緩和する方法の一つが「リアルタイムカーネル」だ。Linuxカーネルは、多数の実行可能なプロセスから処理にかかる時間（スループット）と応答性を考慮し、動作させるべきものを適切に選び出すが（スケジューリング）、その結果長めのレイテンシーが生じることがある。リアルタイムカーネルはそれと発想が異なり、プライオリティの高いプロセスを優先して（いわば不平等に）割り振るため、レイテンシーが揺らぎにくい。

リアルタイムカーネルでオーディオ再生に関わる処理を最優先するとどうなるか。理屈の上では、レイテンシーの揺らぎが極力抑えられた環境下で、粛々と実行されるはずだ。

実際、リアルタイムカーネルの音は違う。ノーマルカーネルと比較すると音像のフォーカスがくっきりとして、サウンドステージが広がる印象だ。このあたり、技術説明会に出席した記者の方々にも感じていただけたかと思う。