Intel: Bis zu 50 Prozent weniger Leistung durch Schutzmaßnahmen gegen Downfall

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Intel Core
Quelle: Intel / Montage: Sven Bauduin

Intel selbst hat prognostiziert, dass die Installation der bereitgestellten Microcode-Updates als Schutzmaßnahme gegen die Sicherheitslücke "Downfall" mit einem Leistungsverlust von bis zu 50 Prozent einhergehen kann. Erste Benchmarks belegen eine Leistungsminderung in der Größenordnung von 11 bis 39 Prozent je nach Benchmark und Core-CPU.

Intel selbst hat prognostiziert, dass die Installation der mittlerweile bereitgestellten Microcode-Updates als Schutzmaßnahme gegen die Sicherheitslücke "Downfall" mit einem Leistungsverlust von bis zu 50 Prozent einhergehen kann, insbesondere dann, wenn die Befehlssatzerweiterungen AVX2 und AVX-512 zum Einsatz kommen. Die Benchmarks der Webseite Phoronix belegen eine Leistungsminderung in einer Größenordnung von 11 bis 39 Prozent durch die Schutzmaßnahmen.

Minimalen bis signifikanten Leistungseinbußen

Intel hat nach Bekanntwerden der Downfall-Sicherheitslücke ("CVE-2022-40982") prognostiziert, dass die Leistungseinbußen durch die getroffenen Schutzmaßnahmen je nach Szenario, Einsatzgebiet und Anwendung "minimal" bis "signifikant" ausfallen werden und vornehmlich beim Einsatz der Befehlssatzerweiterungen AVX2 und AVX-512 "bis zu 50 Prozent" betragen können. Damit liegen die erwartbaren Leistungsverluste im Bereich der Schwachstelle, die Zen-CPUs bedroht.

Wie schon "Inception" bei AMDs CPUs auf Basis der Architekturen Zen 1 bis Zen 4 kann auch "Downfalls" auf Intels CPUs unter gewissen Umständen sehr viel Leistung kosten. Alle betroffenen Modelle hat Intel in einer Übersicht zusammengefasst.

Genannt werden dabei auch detaillierte Informationen wie die CPUID und das entsprechende MCU-Update für den jeweiligen betroffenen Prozessor. In seinem offiziellen Dokument "Gather Data Sampling Mitigation Performance Analysis" gibt Intel auch entsprechende Prognosen zum Leistungsverlust und den weiteren Auswirkungen der Schutzmaßnahmen ab.

Hinweis: Betroffen sind Prozessoren ab der Skylake-Mikroarchitektur und bis einschließlich Rocket Lake, also von der 6. bis zur 11. Core-Generation.

Benchmarks zeigen Leistungseinbußen von bis zu 39 Prozent

Wie bereits bei der Sicherheitslücke "Inception", von welcher Zen-CPUs betroffen sind, hat die Webseite Phoronix auch die Auswirkungen der aktuellen Schutzmaßnahmen gegen "Downfall" auf die Xeon- und Core-Prozessoren untersucht. Zum Einsatz gekommen sind dabei Ice Lake, Cascade Lake und Tiger Lake.

KI-Workloads laufen deutlich langsamer

Wie die Benchmarks belegen, leiden insbesondere KI-Anwendungen und die entsprechenden ML-Workloads unter der Migration der Downfall-Updates. In den Anwendungen OpenVKL 1.3.1, OSPRay 2.12 und Neural Magic Deep-Sparse 1.5 sowie Tencent NCNN und QMPACK konnten Leistungseinbußen von 11 bis 39 Prozent ermittelt werden. Tiger Lake bildet in den Benchmarks das Schlusslicht.

Downfall Quelle: Phoronix Downfall Quelle: Phoronix

Die Auswirkungen der Schutzmaßnahmen gegen "Inception" und "Downfall" auf die Spiele-Performance müssen zukünftig noch evaluiert werden. Es ist aber davon auszugehen, dass hierbei ein geringerer Leistungseinbruch zu erwarten ist.

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Quelle: Phoronix

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    • Kommentare (58)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        Ein altes Installationsimage könnte ich möglicherweise sogar ohne DMC 12 organisieren. Das Problem ist ein Spiele und eine Plattform zu finden, die seit 2018 zwar alle Sicherheits-, aber keine Performance-Updates bekommen hat.
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        Ein altes Installationsimage könnte ich möglicherweise sogar ohne DMC 12 organisieren. Das Problem ist ein Spiele und eine Plattform zu finden, die seit 2018 zwar alle Sicherheits-, aber keine Performance-Updates bekommen hat.
      • Von Rollora Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von PCGH_Torsten
        "aktuelle" CPU-Tests sind so nicht möglich und sinnvolle im allgemeinen auch kaum. Gegen Meltdown wurde praktisch ausschließlich und gegen Spectre überwiegend Software-Hardening betrieben. Holzhammermethoden, die Intel und AMD in Hardware und Microcode implementieren konnten, sind zwar der einzige Ansatz, der konzeptionell Sicherheit bringt, aber sie kosten einfach zu viel Leistung. Stattdessen haben wir die Kette von Counter-Hacks bekommen – Spectre wird durch retpoline ausgehebelt, das anfällig für Phantom ist, welches man mit jmp2ret vermeiden kann, wogegen Inception...
        Diese Lösungen sind zielgerichtete Software-Patches und man hat somit nur die Wahl, alte Software ohne sie oder aktuelle Software damit zu nutzen. Programmversionen von 2017 unterscheiden sich aber noch in einer ganzen Menge anderer Punkte von ihren 2023er-Nachfolgern. Schon allein die Hardware-Unterstützung moderner Betriebssystemversionen wäre ein riesiger Verlust, alte Treiber würden nicht mit neuen Spielen harmonisieren, usw.. In alltagsnahen Anwendungen und Spielen, die von vorneherein nicht sonderlich empfindlich gegenüber den Sicherheitsmaßnahmen waren, hätten diese anderen Effekten vermutlich einen größeren Einfluss auf die Gesamt-Performance und würden die Auswirkungen der Sicherheitspatches maskieren.
        Danke sehr ausführlich, aber du hättest auch gleich sagen können, dass du wegen meiner Anfrage den DeLorean nicht anwerfen willst und aktuelle Software auf alter Hardware testen magst, diese dann Updatest und nochmal den Vergleich ziehst. Bei den aktuellen energuepreusen sind die 1.21 Gigawatt dafür tatsächlich Verschwendung
      • Von gerX7a BIOS-Overclocker(in)
        Zitat von Eller
        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen] und [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]
        Ihr müsst an eurem Ironie-Verständnis arbeiten.
        Habe selber einen AMD 5800X3D Prozessor und bin sehr zufrienden damit, war ein Upgrade vom 3700X und hat sich mmn. gelohnt.
        Nope,. mein Posting hatte schlicht nichts mit Ironie zu tun. Habe lediglich deine Vorlage (in vielleicht nicht gazn so trockener Art) genutzt um auf diesen Umstand hinzuweisen .... die einschlägigen Spezialisten waren hier und in vorausgegangenen Postings ja wieder entsprechend schräg unterwegs ...

        Anm.: Dein Upgrade hat sich auf jeden Fall gelohnt, ist ein signifikanter Sprung gewesen und verlängert die Nutzungsdauer deiner angeschafften Plattform beträchtlich ... alles richtig gemacht.
      • Von Just_osi Freizeitschrauber(in)
        Zitat von PCGH_Sven
        Verschwörungstheorien sind bei der aktuellen Faktenlage absolut unangebracht.

        Die Frage, ob eine CPU-Sicherheitslücken hat, stellt sich gar nicht.

        Die Frage lautet immer, wann werden sie gefunden und wie leicht lassen sie sich ausnutzen.

        Eine CPU ohne Sicherheitslücken kann schlicht und ergreifend nicht hergestellt werden.

        Diese zu finden ist die große Kunst. Denn Inception steckt seit der Entwicklung von Zen 1 (10 Jahre+) in der Architektur und wurde erst jetzt gefunden.
        Nur weil etwas erst jetzt öffentlich wird heißt nicht das viele es schon wussten und ausnutzen^^
      • Von Eller PC-Selbstbauer(in)
        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen] und [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]
        Ihr müsst an eurem Ironie-Verständnis arbeiten.
        Habe selber einen AMD 5800X3D Prozessor und bin sehr zufrienden damit, war ein Upgrade vom 3700X und hat sich mmn. gelohnt.
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