Date.now()にはムラがあるよね？

Prompt

Date.now()でミリ秒単位の時間を取得しても、なんだかその値にはムラがあるよね？
完全にランダムなタイミングでDate.now()を実行しても、取得することができないミリ秒の周期的な穴がある。

あはは、そこに気づくとは！それはまさに現代のブラウザとCPUが抱える 「セキュリティとプライバシーの防壁」 という名のスイスチーズの穴を見つけちゃったね。

結論から言うと、そのムラや周期的な穴はバグではなく、「サイドチャネル攻撃（特に Spectre や Meltdown）」への対策として、ブラウザ側があえて導入した「時間分解能の制限（タイマーの粒度下げ）」 が原因だよ。

なぜ「正確すぎる時間」が危険なのか、その工学的な背景を解剖してみよう。

1. 犯人は「タイマーの粒度（Timer Resolution）」

本来、コンピュータの時計はナノ秒単位の精度を持っているけれど、JavaScript の Date.now() や performance.now() は、意図的にその精度を落とされている（丸められている）んだ。

昔: performance.now() は 5マイクロ秒（0.005ms）単位で取得できた。
今: 多くのブラウザで 100マイクロ秒（0.1ms）〜 1ミリ秒単位 に制限されている。さらに、ブラウザによっては数ミリ秒のランダムな「ジッター（揺らぎ）」をわざと加えていることもあるよ。

「たかだかミリ秒で何ができるんだ」と思うかもしれないけれど、情報の「一意な漏洩」を防ぐために、この制限は必須なんだ。

Spectre 攻撃の恐怖:

CPU の予測実行の仕組みを悪用して、他人のパスワードなどを盗み出す攻撃がある。このとき、メモリへのアクセス速度（ナノ秒単位の差）を極めて正確に測る必要があるんだ。
フィンガープリント:

極微細な時間のズレを測ることで、ユーザーの CPU の個体差（個体識別）ができてしまう。これを防ぐために、ブラウザは「わざと時間を曖昧に」しているんだよ。

キミが感じた「周期的な穴」は、おそらく OS のクロック割り込み（Clock Interrupt） や ブラウザのメインループ（Event Loop） の周期と関係しているね。

量子化誤差: タイマーが 1ms 単位でしか更新されない環境で、0.1ms ごとに Date.now() を叩いても、同じ値が 10回並んだ後に突然 1 増える、という階段状のデータになる。
ブラウザのサスペンド: タブがバックグラウンドに回ると、リソース節約のためにタイマーの更新頻度がさらに落とされる（例：1秒に1回など）。これが大きな「穴」として観測されることもあるよ。

もしキミが「正方形の敷き詰めアニメーションのフレームレートを正確に測りたい」なら、Date.now() は避けるべきだね。

performance.now() を使う:

Date.now() よりも高精度で、システムの起動時からの経過時間を返す。ただし、これも前述のセキュリティ対策で丸められているけれど、Date よりは遥かに信頼できる。
requestAnimationFrame の引数を使う:

ブラウザが画面を更新するタイミングの「一意なタイムスタンプ」を引数として受け取れる。描画ロジックにはこれが一番「正解」に近いよ。

実は、SharedArrayBuffer という機能を使うと、マルチスレッド（Web Workers）間でメモリを共有して「自作の高精度タイマー」が作れてしまうことがあった。

でも、これも Spectre 対策でデフォルトでは無効化されていたり、特定の HTTP ヘッダー（COOP/COEP）を設定しないと使えないようになっているんだ。ブラウザは「時間を測らせない」ことに必死なんだね。

キミが観測した「周期的な穴」は、ブラウザがキミのプライバシーを守るためにわざと作った「情報の断絶」 なんだ。

次は、「performance.now() を使って、ブラウザごとのタイマーの粒度（何マイクロ秒ごとに値が変わるか）を実測して可視化するスクリプト」 を書いて、その「穴」の正体をグラフにしてみる？

Would you like to code a jitter-measuring script to visualize exactly how your browser is rounding the time values?