VRR（可変リフレッシュレート）完全ガイド：仕組み・規格・実装・測定・導入ポイントとトラブルシューティング
エバープレイ編集部可変リフレッシュレート（Variable Refresh Rate）とは
可変リフレッシュレート（VRR: Variable Refresh Rate）は、ディスプレイの垂直リフレッシュレート（Hz）をGPUやコンテンツ側のフレーム生成レートに合わせて動的に変化させる技術です。従来の固定リフレッシュ（例：60Hz、120Hz）はディスプレイ側が一定周期で必ず画面を更新しますが、VRRは「ディスプレイの更新タイミングをフレームの到着に同期」させることで、ティアリングの低減、スタッタリングの軽減、入力遅延の改善を狙います。
なぜ必要か：固定リフレッシュの問題点
ティアリング：GPUがディスプレイの更新と独立してフレームを更新すると、画面の一部が新フレーム、一部が旧フレームになる「破断（ティアリング）」が発生します。
スタッタリング（カクつき）：フレームレートが不安定で、フレーム間の表示時間が不均一だと、視覚的にぎこちない動きになります。
待ち時間（レイテンシ）：垂直同期（VSync）を強制するとフレームの提示を次の垂直走査まで待つ必要があり、入力遅延が増えるケースがあります。
VRRの基本的な動作原理
VRR対応ディスプレイは、内部のタイミングコントローラ（スキャンアウト制御）を柔軟に動かし、GPUが新しいフレームを用意した瞬間にスキャンアウト（表示）を開始します。これにより「ディスプレイの更新周期＝GPUのフレーム生成周期」に近づけ、以下を実現します：
フレーム完了と表示開始が同期してティアリングを防ぐ
フレーム間隔が均等化されスタッタリングが減る
フレーム提示の待ち時間を最小化し、入力遅延を改善
主な規格・実装方式
DisplayPort Adaptive-Sync（VESA）：DisplayPort 1.2a（2014年）で導入された規格で、ディスプレイ側がリフレッシュレートを可変化できる仕様です。多くのFreeSyncモニタはこの仕組みに基づきます。
AMD FreeSync：DisplayPort Adaptive-Syncを利用したAMDのブランド名。ディスプレイ側の可変リフレッシュに対応し、低フレームレート補償（LFC）などの追加仕様を組み合わせる場合があります。
NVIDIA G-Sync：当初は専用のハードウェアモジュールをモニタ側に搭載する方式で品質を保証していました。後にNVIDIAはAdaptive-Syncベースの「G-Sync Compatible」認証を導入しました。
HDMI VRR：HDMI 2.1で公式にサポートされたVRR機能。最新のゲーム機（PS5、Xbox Series X/S）や多くの最新テレビがHDMI VRRをサポートします。
低フレームレート時の課題と対策（LFCなど）
多くのVRR実装は「対応可能な最小リフレッシュレート」と「最大リフレッシュレート」の範囲を持ちます（例：48Hz〜144Hz）。GPUの描画がその下に落ちると、表示が不安定になります。AMDのFreeSyncでは「Low Framerate Compensation（LFC）」という手法を採り、低すぎるフレームレート時に同じフレームを複数回出力して実効的にディスプレイの最小可変レート内に収め、ちらつきや不均一な描画間隔を防ぐ仕組みがあります。
モバイル・タブレットでの可変リフレッシュ（省電力との関係）
スマートフォンやタブレットでは、VRRに近い概念で「動的リフレッシュレート」「Adaptive Refresh」が導入されています。LTPO（低温多結晶酸化物）やLTPSディスプレイ技術により、1Hz〜120Hzのように非常に広い可変幅での更新が可能になり、静止画や文字表示時に低周波へ落として消費電力を削減し、スクロールやゲームでは高リフレッシュで滑らかさを確保します。AppleのProMotionや各社の「Adaptive 120Hz」などがこれに該当します。
メリットと注意点
メリット：ティアリングやスタッタリングの低減、入力遅延の改善、モバイルでは省電力化が期待できる。
注意点：・ディスプレイとGPU・ドライバの互換性が必要。・VRRの有効範囲（最小/最大Hz）を把握しておく必要がある。・一部古いゲームや古いエンジンでは互換性問題が出る場合がある。
品質差：G-Syncの初期モジュールは一定の品質を保証していましたが、Adaptive-Sync系はメーカー実装に差が出ることがあるため「G-Sync Compatible」や「FreeSync Premium」等の認証やレビューを参考にする価値があります。
導入時の確認ポイント
ディスプレイがサポートするVRR規格（DisplayPort Adaptive-Sync / HDMI VRR / FreeSync / G-Sync）を確認する。
対応リフレッシュレート範囲（例：40〜144Hz）とLFCの有無を確認する。
GPUとドライバがそのVRRをサポートしているか（PCではメーカーサイトやドライバのリリースノートを確認）。
ゲーム機接続時は、HDMIケーブルのバージョン（HDMI 2.1推奨）やコンソール／TVのVRR設定を確認する。
測定とトラブルシューティング
実際の表示を検証するには、ソフト側のフレーム計測（RTSS、CapFrameX、NVIDIA FrameView等）や高速度カメラを使った実機検証が有効です。代表的な問題と対処：
映像がちらつく・不安定：ドライバのアップデート、モニタのファームウェア、ケーブル（DisplayPort/HDMI）やポートの確認。
互換性がない表示：ゲームやアプリのVSync設定、フルスクリーン/ボーダレスウィンドウの表示モードを切り替えて試す。
入力遅延が期待通り改善されない：GPUのレンダリング設定（バッファリング、低レイテンシモード）やOSのコンポジタ挙動を確認。
まとめ
可変リフレッシュレートは、モダンなディスプレイ体験を支える重要な技術です。特にゲームではティアリングやスタッタリングを減らし、応答性を向上させるために有効であり、モバイルでは省電力と滑らかさを両立します。採用時はディスプレイ・GPU・ケーブル・ドライバの対応状況と、VRRの動作範囲（およびLFCの有無）を確認することが重要です。
参考文献
- VESA — Adaptive-Sync
- AMD — FreeSync Technology
- NVIDIA — G-SYNC
- HDMI — HDMI 2.1 Specification (VRR)
- Microsoft — Windows display and graphics documentation (driver/compositor behavior)
- Apple — ProMotion (iPad Pro introduction)
- AnandTech — DisplayPort 1.2a Adaptive-Sync 解説
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