VRR (可変リフレッシュレート)（ブイアールアール）

2025年10月28日

VRR (可変リフレッシュレート)（ブイアールアール）

英語表記: VRR (Variable Refresh Rate)

概要

VRR（Variable Refresh Rate、可変リフレッシュレート）は、ディスプレイの画面更新頻度（リフレッシュレート）を、グラフィックス処理ユニット（GPU）が画像を生成する速度（フレームレート）に合わせて動的に変化させる技術です。従来の固定されたリフレッシュレートのディスプレイ出力方式が抱えていた、表示の乱れやカクつきといった問題を解消するために開発されました。この技術は、特に高性能なグラフィックス（GPU）が生成する映像を、ユーザーに滑らかに可視化するためのディスプレイ出力技術として非常に重要視されています。

詳細解説

動作原理と目的

VRRの主要な目的は、GPUの画像生成タイミングとディスプレイの画面描画タイミングを完全に同期させることにあります。これは、私たちが今扱っている分類階層、すなわち「グラフィックス」の処理結果を「ディスプレイ出力」で最適に表現するための核心的な技術と言えます。

従来のディスプレイ（固定リフレッシュレート）は、通常60Hzや120Hzといった一定の周期でしか画面を更新できませんでした。しかし、高性能なGPUは、シーンの複雑さによって画像を生成する速度（フレームレート）が常に変動します。例えば、ある瞬間には100fps（Frames Per Second）で画像を生成できても、次の瞬間には複雑な処理が必要で50fpsに落ち込むことがあります。

このGPUの変動するフレームレートと、固定されたディスプレイのリフレッシュレートが一致しない場合に、以下の二つの大きな問題が発生します。

ティアリング（Tearing）: GPUが新しいフレームを送り始めた途中でディスプレイが描画を完了してしまうと、画面の途中で古いフレームと新しいフレームが混ざり合い、映像が引き裂かれたように見える現象です。これは、GPUのレンダリング速度がディスプレイの固定レートを上回る場合に顕著に発生します。
スタッタリング（Stuttering）: GPUのフレームレートがディスプレイのリフレッシュレートを下回る場合、ディスプレイは同じフレームを何度も表示してGPUの次のフレームを待つことになり、映像がカクついて見える現象です。

VRR技術は、この同期のズレを解消します。VRR対応のディスプレイは、GPUから新しいフレームが完成したという信号を受け取るたびに、そのタイミングに合わせてリフレッシュレートを即座に変更し、画面を更新します。これにより、GPUが生成したフレームは「完成した瞬間」にディスプレイ出力され、ティアリングやスタッタリングといった視覚的な不具合が劇的に減少するのです。

主要コンポーネントと技術規格

VRRを実現するためには、以下のコンポーネントと技術が必要です。

VRR対応GPU: NVIDIA社のGeForceシリーズやAMD社のRadeonシリーズなど、動的なリフレッシュレート調整に対応したグラフィックスカードが必要です。
VRR対応ディスプレイ: ディスプレイ側も、GPUからの動的なタイミング信号を受け取り、リフレッシュレートを可変させる駆動回路が必要です。
接続規格: DisplayPort（Adaptive Sync機能として）やHDMI 2.1以降（標準機能として）など、VRR信号を伝送できるディスプレイ出力インターフェースが必要です。

代表的なVRR技術としては、AMD社が提唱するオープンスタンダードの「FreeSync（現Adaptive Sync）」や、NVIDIA社が独自のハードウェアモジュールを用いて実現する「G-SYNC」などがあり、これらはすべてグラフィックスハードウェアとディスプレイ技術の連携を最適化する試みと言えます。

可視化とディスプレイ技術における位置づけ

VRRは、単なるディスプレイ出力の規格というだけでなく、可視化とディスプレイ技術全体におけるユーザー体験の質を根本から向上させる技術です。特に3Dグラフィックスやシミュレーションのように、GPUの負荷が常に変動する分野においては、VRRがなければ滑らかな映像表現は極めて困難になります。この技術によって、GPUの演算能力を最大限に活かしつつ、視覚的な違和感を排除した高品質な映像をユーザーに提供できるようになりました。

具体例・活用シーン

VRRが最も力を発揮するのは、フレームレートの変動が大きいインタラクティブなアプリケーション、すなわちビデオゲームの分野です。

1. 高速なゲーミング体験

例えば、最新のPCゲームをプレイする場合を考えてみましょう。プレイヤーが静かな部屋に入ったとき、GPUは120fpsでスムーズに画像を生成できます。しかし、次の瞬間、爆発エフェクトや多数の敵が表示される戦闘シーンに入ると、GPUの負荷が急増し、フレームレートは一気に65fpsまで落ち込むかもしれません。

固定レートの場合（例：144Hzディスプレイ）: 120fpsの時はスムーズですが、65fpsに落ちた瞬間、ディスプレイは144回更新しようとするため、スタッタリングが発生し、映像がカクカクして見えます。
VRRの場合: GPUが120fpsを出している間はディスプレイも120Hzで、65fpsに落ちた瞬間はディスプレイも65Hzにリフレッシュレートを合わせます。これにより、映像がカクつくことなく、フレームレートの低下を感じさせない、滑らかなディスプレイ出力が実現します。

2. オーケストラの指揮者メタファー

VRRの動作を理解するための比喩として、「オーケストラの指揮者」をイメージしてみてください。

従来の固定リフレッシュレートのディスプレイは、ストップウォッチを持った厳格な指揮者です。「私は1秒間に60回、必ず手を振り下ろします。演奏者（GPU）の準備ができていようがいまいが、次の指示を出します」というスタイルです。もし演奏者（GPU）の準備が間に合わなければ、音が途切れたり（スタッタリング）、前の音と次の音が混ざってしまったり（ティアリング）します。

一方、VRR対応のディスプレイは、柔軟な対応力を持つ指揮者です。「演奏者（GPU）の皆さんが、一区切りを終えて準備が完了したタイミングで、私が次の拍を打ちます」というスタイルです。これにより、演奏者（GPU）が速く演奏できるときは速く、複雑なパートで時間がかかるときはゆっくりと、全体のリズム（リフレッシュレート）を調整します。

この比喩からわかるように、VRRはグラフィックスの処理能力を最大限に尊重し、その結果を最適な形で可視化するための「タイミング調整役」として機能しているのです。これは、ディスプレイ出力の品質を担保する上で欠かせない役割と言えます。

資格試験向けチェックポイント

IT資格試験、特に基本情報技術者試験（FE）や応用情報技術者試験（AP）では、VRRそのものの詳細な仕組みよりも、映像表示の基本原理や問題解決技術として出題される可能性があります。

典型的な出題パターン:

VRRの目的: 「GPUの描画速度とディスプレイの更新速度の不一致によって生じる画面の乱れを解消する技術はどれか。」
ティアリング/スタッタリング: 「画面の一部が引き裂かれたように見える現象（ティアリング）の原因として最も適切なものはどれか。」
分類と位置づけ: VRRは、可視化とディスプレイ技術のカテゴリにおいて、映像の品質を向上させるための同期技術として位置づけられます。GPUの性能を最大限に引き出すための技術として、グラフィックス処理と密接に関連していることを押さえておきましょう。