Meltdown と Spectre: PC にパッチを適用するとゲームのパフォーマンスに影響しますか?

これは、これまでに見た中で最も深刻な PC セキュリティ問題の 1 つであると言われています。見出しは、Intel マイクロプロセッサのハードウェア設計に重大な欠陥があるというニュースで占められており、これは 20 年以上前に遡り、現在も使用されている何百万もの CPU に影響を及ぼしています。ゲーミング PC が Intel プロセッサをベースとしている場合、最近明らかになった「Meltdown」エクスプロイトに対して脆弱です。 Meltdown と並行して、「Spectre」と呼ばれるもう 1 つの深刻なセキュリティ問題があります。これは、コアに Intel テクノロジーが搭載されているかどうかに関係なく、PC、スマートフォン、またはタブレットに影響を与える可能性があります。

では、非常に基本的なレベルで、ここで何が危険にさらされているのでしょうか?基本的に、Meltdown により、マルウェアが CPU 内の保護されたメモリ、つまりアクセス不可能であるはずのプロセッサ内の領域にアクセスできるようになります。ほぼあらゆる記述の機密データにアクセスできる可能性があります。 Spectre は、機密データを取得する際に別のベクトルを提供します。導入はより困難ですが、数か月、場合によっては数年後に頭痛の種を引き起こす可能性があります。

短期的には、修正プログラムが展開されており、さらに多くの修正プログラムが追加される可能性がありますが、パフォーマンスに大きな影響が出る可能性があることが懸念されています。 Epic Games は最近、Fortnite ゲーム サーバーに対するヒットの範囲を明らかにし、Meltdown パッチがインストールされた後に CPU 使用率が大幅に上昇したことを明らかにするグラフを発表しました。問題は、現在のようなパッチが平均的なゲーミング PC にどの程度影響を与えるかです。

両方のセキュリティ問題をカバーするには、個別のアップデートが必要です。まず、Windows Update は、メルトダウンに対して脆弱な Intel CPU を保護し、CPU カーネルを別の仮想アドレス空間に移動させることで、Microsoft の OS にパッチを適用します。次に、マザーボードの BIOS アップデートは、CPU の分岐予測の積極性を少し弱め、Spectre が効果的になるのをより困難にすることを目的としています。これらのアップデートは両方とも PC の速度を低下させる可能性がありますが、ここでの良いニュースは、これまでに多くのベンチマークで測定された全体的な影響は 2 ～ 3% の範囲内であり、非常に高速なデバイス (NVMe など) 上のストレージ IO のみであるということです。ソリッド ステート ドライブ）、顕著なパフォーマンスの低下が見られます。これはエンタープライズ部門における別の球技であり、Epic の Fortnight サーバーで見られるように、CPU 仮想化は明らかに大きな影響を受けています。

とにかく、パッチの影響を自分たちでテストしたかったので、テスト対象として Core i5 8400 を選択し、既存のベンチマーク データを、まず Meltdown Windows PC パッチを実行している同じタイトルと比較し、次に Spectre 固有のファームウェアと比較しました。その場で更新します。 Asus はマイクロコードのアップデートを迅速に提供しており、テスト システムには新しい Z370 チップセットをベースにした Maximus 10 Hero メインボードを使用しました。

上の表は、ほとんどのシナリオでゲームが顕著な程度に不当な影響を受けないという一般に受け入れられている見解を裏付けています。ただし、私たちは過去 2 年間にわたって、CPU のゲーム パフォーマンスをテストする方法について徐々に実験してきましたが、まだその方法論に完全に満足しているわけではありません。ゲーム内で CPU に依存している領域を実際に検出すること自体が、たとえオーバークロックされた Titan X Pascal とプロセッサを組み合わせて 1080p 解像度でゲームを実行する現在の方法であっても、それ自体が困難な作業です。ここでの考え方は、ゲームの主な制限要因である GPU よりも先に、CPU パフォーマンスとメモリ帯域幅を最前線に押し上げることです。ただし、ここでも、ゲーム内領域とレンダリング シナリオの違いにより、プロセッサ間の差が小さくなったり、大きくなったりする可能性があることがわかりました。

とはいえ、ここでの 6 つのテストのうち 5 つでは、クアッドコア、4 スレッドの Intel CPU の使用率を完全に 100% に引き上げることができます (シングルコアのパワーに大きく依存する Far Cry Primal は例外です)。私たちが発見したのは、両方のパッチを適用しても、一部のゲームでは実際の違いがまったく示されないということです – Ashes of the Singularity の厳しい CPU ベンチマークは、3 回のテスト実行すべてで完全に一貫しており、Notre も同様ですデイムはアサシン クリード ユニティを駆け抜け、どんな違いも誤差の範囲に消えていきます。 CPU を大量に使用する Crysis 3 は、パフォーマンスに目立った影響を与えることなくメルトダウン テストを通過しましたが、Spectre マイクロコードのアップデートによるパフォーマンスの低下は 2% のみでした。ファークライプライマル?インストールするセキュリティ アップグレードごとに 1fps を差し引きます。

Meltdown パッチにより、Rise of the Tomb Raider の Geothermal Valley でのテスト実行では 3.6% のヒットが発生しましたが、BIOS アップデートをインストールすると 4.2% に上昇しました。しかし、私たちの ウィッチャー 3 のテスト実行 (ストレージに大きな負荷がかかり、メモリ帯域幅で繁栄する) は比較的大きな影響を受け、パフォーマンスが 8.2% 低下し、Spectre 指向の BIOS マイクロコード アップデートにより 9.4% に上昇しました。興味深いことに、(遅い) Core i7 4790K でテストを再実行したところ、パフォーマンスの低下は 3% のみでした (ただし、Z97 ベースのシステムでは BIOS アップデートが利用できず、テストできるのは Meltdown パッチのみでした)。

現時点で私たちが持っているのは、さまざまなパッチの最初のものにすぎない可能性のあるパッチに関するデータのほんの一部に過ぎませんが、現時点では良いニュースもあれば悪いニュースもあります。

良いニュースは、パフォーマンスが維持されているということです。ここでのテストは、GPU がゲームにおける主な制限要因となっている世界において、人為的に CPU パフォーマンスを最前線に押し上げています。そしてここでも、パフォーマンスに明らかな影響が見られるのは 1 つのゲームだけであり、それは、CPU ストレス テスト用に特別に選択した、非常によく最適化されたゲームの一部でした。ウィッチャー 3 の大部分はよりスムーズにプレイできます。

悪いニュースはスペクターです。まず第一に、問題の全容とその悪用の可能性を考えると、この問題が今後何年にもわたって問題になる可能性がありますが、短期的には、問題はマイクロコードの更新が古いシステム、ひいてはどの程度まで適用されるかということです。 、メインボードメーカーが旧世代のCPUにパッチを当てるかどうか。クラシックな Core i5 2500K のような 2011 年のビンテージ Sandy Bridge プロセッサが依然としてゲーム PC で広く使用されている世界において、ユーザーは今アップグレードの機会を利用すべきでしょうか?あるいは、これらの CPU が非常に多く使用されているため、インテルとメインボードのメーカーには、これらのシステムが可能な限り安全であることを保証する義務があるのではないでしょうか?問題の全容と展開される救済策がより明確になるにつれて、私たちは今後数週間から数か月間、状況を注意深く観察していきます。