Latenssianalyysi

Latenssianalyysi on tutkimusmenetelmä ja prosessi, jolla mitataan ja tulkitaan järjestelmän aikaviiveitä inputin ja lopullisen vaikutuksen välillä. Latenssi kuvaa sitä aikaa, joka kuluu tapahtuman alusta sen vaikutuksen ilmenemiseen, ja sitä voidaan tarkastella end-to-end-latenssina tai tarkastella erillisiä osavaiheita, kuten verkon viivettä, käsittelyaikaa tai viivekorrelaatioita. Latenssianalyysiä käytetään sekä tietotekniikassa että kognitiivisissa ja luonnontieteissä, joiden avulla voidaan arvioida suorituskykyä, luotettavuutta ja käyttäjäkokemusta.

Tärkeimmät käsitteet ovat latenssi, viiveen vaihtelu eli jitter sekä läpäisykyky. Latenssi viittaa aikaan, joka kuluu tilauksen tai signaalin antamisesta sen vaikutuksen ilmenemiseen, kun taas jitter kuvaa tämän viiveen vaihtelua ajassa. Eri sovelluksissa tarkastellaan usein end-to-end-latenssia tai osaviiveitä eri komponenttien välillä. Latenssin mittayksikkö on yleisimmin millisekuntia. Mittauksiin liittyy myös mittausvirheiden hallinta ja aikakellon synchronizationin tarpeet.

Menetelmät ja datalähteet vaihtelevat. Käytetään tilastollisia ja signaalinkäsittelyyn soveltuvia menetelmiä kuten tapahtumalogiikkaa, aikaleimoja, kellonsynkronointia (esim. NTP/PTP), ristiinkorrelaatiota ja vasteaikasimulaatioita. Latenssin jakauman analysointi prosenttipisteiden (esim. p95, p99) avulla on yleistä. Datan keräämiseen käytetään järjestelmän lokitietoja, verkkoraitoja, jäljityksiä (tracing), mittausinstrumenteja ja simulointeja.

Sovelluksia ovat verkkopalveluiden ja sovellusten suorituskyvyn optimointi, laadunvarmistus, käyttäjäkokemuksen parantaminen sekä turvallisuus- ja automaatiojärjestelmien viiveiden hallinta. Haasteina ovat kellot, aikaleimojen synkronointi, mittausvirheet, näytön ja verkkoliikenteen epäjatkuvuudet sekä data- ja epäjohdonmukaisuudet. Esimerkkinä voidaan mitata verkkosivun loppukäyttäjän näkymän ja selaimen renderöinnin välistä latenssia tai sensorin ja aktorien välisen viiveen kokonaiskua.