IntelがSpectreとMeltdown修正による0〜21パーセントのパフォーマンス低下を公表

Microsoft、Red Hat、Intelの3社は、MeltdownとSpectreのマイグレーションがシステムに与える、パフォーマンス上の影響に関する評価結果を発表した。

SpectreとMeltdownには合計で3種類のものがあり、2つはSpectre（バリアント1および2)、ひとつがMeltdown(バリアント3)のためのものだ。Microsoftが実施したベンチマークによれば、“バリアント1とバリアント3のマイグレーションはパフォーマンスへ影響は最小限だが、OSとマイクロコードを含むバリアント2はパフォーマンスに影響する”。数値は発表されていないが、以下のような詳細が説明されている。

• IntelのSkylake、Kabylake、およびそれ以降のCPUを搭載したデスクトップでWindows 10を使用するユーザには、パフォーマンス上の重要な影響はない。
• Intel Haswell以前のCPUを搭載したデスクトップでWindows 7/8/10を使用するユーザには、著しいパフォーマンス低下が存在する。
• Windows Serverアプリケーションはすべてのプロセッサで、特にI/Oバウンダリなものに関して、“パフォーマンス上の著しい影響”がある。

現時点でMicrosoftがサポートする45エディションのWindowsのうち41は、Windows Updateチャネルを通じたパッチプロセスがすでに開始されており、残る4つも間もなく始まる予定だ。後者はWindows Server 2008/2012とWindows Embedded 8のいくつかのエディションである。

Red HatはLinuxマシン上で独自のテストを実施し、次のように結論付けている。

• カーネルを経由せずにデバイスに直接アクセスするLinuxアクセラレータテクノロジを使用するアプリケーションでは、パフォーマンス低下は2パーセント未満。
• ユーザ空間で通常の動作をするCPU集約型ジョブでは、2～5パーセント。
• “シーケンシャルディスクアクセスまたはネットワークトラフィックの極めて多い”アプリケーションでは、3～7パーセント。Java VM上で動作するアプリケーションはこの範疇である。
• OLTPワークロードのように、カーネル/ユーザ空間遷移の多いアプリケーションでは、8～19パーセント。

MeltdownとSpectreの修正がCPU性能に与える影響に関しては、これまでIntelがデータを提供していないことが批判されていた。同社が今回公開したベンチマーク結果の中には、これまでで最も包括的なものが含まれている。実施結果、テストに使用されたハードウェア/OS/ベンチマークに関する詳細は、公開されているベンチマーク表(PDF)を読むことを推奨し、ここでは結果の要約を紹介するに留める。

• Windows 10/Coffee Lake/Kaby Lakeプロセッサ上のSYSMark 2014では、2～14パーセントのパフォーマンス低下が見られた。SYSMark 2014ではビジネスオフィスやメディア作成、財務分析アプリケーションの使用パターンを測定する。
• Skylake上のWindows 7-10のSYSMark 2014では、最大で21パーセント。
• すべてのシステムにおいて、PCMark 10の方が1～5パーセント程度よい結果を得られている。PCMarkは一般家庭のワークロードをシミュレートする。
• 3DMark Sky Diverの結果は0～1パーセントとさらによく、パフォーマンスの影響は無視することができる。3DMark Sky Diverはグラフィックベンチマークである。
• EdgeないしIEを実行するWebアプリケーションでは、5～10パーセントのパフォーマンス低下がある。

ベンチマークやプロセッサ、使用したバリアントによって結果はさまざまだ。各企業が自身のアプリケーションのベンチマークを実施して、パフォーマンスに大きな影響があるか、対策を実施する必要があるかを判断することが望まれる。

AMDでは、脆弱性のバリアント1のみが同社のプロセッサに対して、最小限の影響を与える可能性がある、と述べている。ARMに関しては、Appleが12月にiOSのパッチを実施しているが、複数のベンチマークにおいて、測定可能な影響は見られなかったと述べている。