模擬器、FPGA硬體模擬與原裝主機在懷舊遊戲顯示的延遲及準確度比較

軟體模擬器依靠作業系統和通用硬體，引入至少0至8幀（0至133毫秒）的輸入延遲，但提供無限的畫面調整選項。FPGA硬體模擬（如MiSTer FPGA）在硬體描述語言層面重建原始電路，輸入延遲可低至約1毫秒，條件是搭配SNAC控制器轉接器。原裝主機受內部DAC批次差異影響，類比輸出品質無法改變，但透過OSSC等升頻器可將延遲控制在0.02毫秒以下。三者之間沒有絕對優劣，只有針對你遊玩習慣的取捨。

軟體模擬器的層層開銷

軟體模擬器在通用作業系統上執行，例如Windows或Linux。作業系統本身引入排程開銷。音頻驅動程式需要緩衝區（0至128毫秒）。圖形驅動程式處理同步選項，包括雙緩衝、三緩衝和自適應同步。每一層都增加延遲。RetroArch的Run-Ahead功能可提前模擬1至6幀並丟棄畫面，將延遲壓回接近原始硬體的水平。這需要足夠的CPU性能。

FPGA的電路級重建

FPGA硬體模擬使用硬體描述語言定義電路，開機即進入遊戲，沒有作業系統載入畫面。MiSTer FPGA的主晶片是Altera Cyclone V SE（110K邏輯單元），輸出解像度最高1920×1080。輸入延遲測試工具MiSTer Laggy顯示，搭配SNAC控制器轉接器時延遲約1毫秒。這是物理上可達到的極低值。

原裝主機的延遲來源

原裝主機的延遲來自控制器通訊、主機處理及影像輸出。使用240p Test Suite在CRT顯示器上測試，原始硬體的延遲為0毫秒，這是光線槍遊戲的基準。接駁現代電視時，電視的遊戲模式可能增加10至30毫秒延遲。舊主機的240p訊號常被電視誤判為480i，錯誤處理導致額外延遲。

RetroRGB等社群使用Time Sleuth延遲測試器（Dan Mons開發，2019年）對MiSTer FPGA進行測試。結果顯示，在HDMI輸出下，MiSTer FPGA的延遲約為1毫秒。若使用類比輸出接駁CRT顯示器，延遲可進一步降低。MiSTer FPGA內置的延遲測試工具MiSTer Laggy提供了玩家可自行驗證的標準。

實務上，MiSTer FPGA的延遲表現取決於使用的控制器轉接器。SNAC（Super Nintendo Adapter Converter）提供最低延遲的直接連接，約1毫秒。USB控制器則會增加USB輪詢率（可透過工具提高至1000Hz）和控制器本身的處理延遲。藍牙控制器在香港密集的2.4GHz干擾下，延遲可增加至20毫秒以上且波動劇烈，不建議用於需要即時反應的遊戲。

對比之下，OSSC的延遲少於1條掃描線（約0.02毫秒，於60Hz下）。RetroTINK-5X Pro在幀鎖定模式下延遲少於0.1毫秒。RetroTINK-4K同樣可達少於0.1毫秒。這些升頻器本身幾乎不增加延遲。延遲的主要來源是後端的電視或顯示器。

Analogue Pocket使用FPGA硬體模擬，屏幕解像度1600×1440（615 ppi，LTPS LCD）。透過底座輸出HDMI時，最高解像度1920×1080。Pocket支援開放式FPGA開發，第三方核心可模擬多種舊主機。其延遲表現與Analogue Super Nt和Mega Sg一致：在1080p輸出、零延遲模式下，延遲少於1條掃描線。

與實機對比時，Pocket的優勢在於統一的數位輸出。原裝Game Boy的類比輸出品質受內部DAC批次差異影響，不同生產批次的畫質存在硬體層面的差異。Pocket提供一致的、無干擾的畫面。劣勢是Pocket的FPGA核心無法完全複製原裝主機的類比特性，例如某些卡帶的存取時序差異或光碟讀取穩定性問題。

對於Game Boy和Game Boy Color遊戲，Pocket是比原裝主機更實用的選擇，尤其是搭配現代屏幕使用。追求原始類比輸出韻味的玩家，原裝主機搭配改裝RGB輸出仍有意義。

原裝主機的影像輸出品質受限於出廠的數位類比轉換器（DAC）。以超任為例，早期型號使用獨立DAC晶片，後期型號將DAC整合至主晶片，兩者的類比輸出品質存在可測量的差異。部分美版超任後期型號，官方線路圖顯示可輸出RGB，但主機板已移除相關元件，需還原電路才能取得訊號。這是無法改變的硬體事實。

使用HD Retrovision色差線可將RGB訊號轉換為YPbPr，無需改造主機。色差線本身不改善DAC的原始品質。追求最準確的類比輸出，應選擇早期生產批次的原裝主機，或改機加裝獨立RGB放大電路。

原裝主機的RGB輸出經過OSSC或RetroTINK升頻器後，可獲得極低延遲的數位訊號。OSSC的線性倍線模式（2x、3x、4x、5x，僅限240p訊源）保留原始像素的硬邊，無插值模糊。RetroTINK-5X Pro則提供適應性去交錯，適合PS2等480i為主的平台。

時序準確度以百萬分率（ppm）衡量，數值越低越好。輸出像素時鐘與主機原始時鐘的偏差，會導致畫面週期性卡頓（Micro-stutter）或音畫不同步。原裝主機的時鐘精度取決於晶體振盪器，不同主機間存在個體差異。FPGA方案（如MiSTer FPGA）可精確複製原始時鐘，偏差在可忽略範圍內。軟體模擬器需要透過CRU等工具建立自訂解像度及刷新率，否則電視強制以60.00Hz顯示，導致定時重複或丟棄幀。

240p/480i切換速度是另一個關鍵參數。部分主機在遊戲中會切換畫面模式，例如PS1《超時空之鑰》進入選單時。切換慢的升頻器會導致數秒黑屏。OSSC接駁PS2這類480i主機時，會頻繁黑屏切換模式。RetroTINK-5X Pro則平滑過渡，因為它具備適應性去交錯能力。原裝主機接駁CRT顯示器時，切換速度為零。CRT原生支援240p和480i。

240p主機：紅白機與超任

如果你主要玩紅白機、超任等240p主機，追求最低延遲和類比輸出韻味，選擇原裝主機搭配OSSC或RetroTINK-5X Pro。OSSC的線性倍線保留原始像素硬邊，延遲少於0.02毫秒。注意OSSC對電視兼容性要求較高，非標準時序可能導致電視黑屏或顯示「不支援的訊號」。

480i平台：PS2與Saturn

如果你玩PS2、Saturn等480i為主的平台，RetroTINK-5X Pro的適應性去交錯可平滑處理240p/480i切換。OSSC在這些平台上會頻繁黑屏。原裝主機的RGB輸出需使用HD Retrovision色差線或改機取得。

多平台統一方案

如果你追求一台裝置玩多平台，MiSTer FPGA或Analogue Pocket是更簡潔的選擇。MiSTer FPGA支援大量核心，透過SNAC轉接器可獲得約1毫秒的輸入延遲。Analogue Pocket便攜且底座支援HDMI輸出，適合Game Boy和Game Boy Color遊戲。兩者都需要備份自己的遊戲ROM，僅限於個人備份的合法範疇。

先檢查電視延遲

最常出錯的地方是忽略電視本身的延遲。升頻器延遲僅0.02毫秒，但電視的遊戲模式未開啟或使用了非原生解像度輸入，延遲可增加10至30毫秒。先確認你的電視在240p或480i輸入下的實際延遲，再決定是否需要升級升頻器。