加入星計(jì)劃,您可以享受以下權(quán)益:

  • 創(chuàng)作內(nèi)容快速變現(xiàn)
  • 行業(yè)影響力擴(kuò)散
  • 作品版權(quán)保護(hù)
  • 300W+ 專業(yè)用戶
  • 1.5W+ 優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
  • 5000+ 長期合作伙伴
立即加入
  • 正文
  • 相關(guān)推薦
  • 電子產(chǎn)業(yè)圖譜
申請(qǐng)入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

百億還是千億美元,處理器安全幽靈究竟會(huì)熔毀多少價(jià)值?

2018/01/10
19
閱讀需 26 分鐘
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

 

為應(yīng)對(duì)處理器安全漏洞,美國時(shí)間 1 月 8 日,蘋果發(fā)布 iOS、Safari 和 macOS 三款軟件的安全更新,這三款軟件的最新版本分別為 iOS 11.2.2、Safari 11.0.2 和 macOS High Sierra 10.13.2 ,其中 macOS 還有一個(gè)補(bǔ)?。⊿upplemental Update),用戶可以在蘋果官網(wǎng)下載。

 
在發(fā)布這三款軟件安全更新說明中,蘋果表示:“為保護(hù)消費(fèi)者,在調(diào)查未發(fā)生及補(bǔ)丁未準(zhǔn)備好之前,蘋果沒有泄露、討論或確認(rèn)這些安全問題。”
 
據(jù) ZDNET 報(bào)道,微軟為防止處理器漏洞而推出的最新更新導(dǎo)致部分 AMD 處理器系統(tǒng)崩潰。ZDNET 稱,若干用戶在微軟論壇抱怨 AMD Althon 系統(tǒng)在更新了 Windows 10 安全補(bǔ)丁以后,系統(tǒng)爆出 0x800f0845 錯(cuò)誤,之后不斷重啟嘗試更新或恢復(fù)系統(tǒng)。
 
英特爾 CEO 科再奇在 CES 展上就人們關(guān)心的處理器安全漏洞做出回應(yīng),他說:
“預(yù)計(jì)在一周內(nèi),英特爾發(fā)布的更新將覆蓋過去 5 年內(nèi)推出的 90%以上產(chǎn)品,而針對(duì)其它產(chǎn)品的更新,將在今年一月底前發(fā)布。英特爾相信,這些安全更新對(duì)性能的影響在很大程度上取決于具體的工作負(fù)載。我們預(yù)計(jì)某些工作負(fù)載相對(duì)其它來說受到的影響會(huì)更大一些,英特爾將繼續(xù)與整個(gè)產(chǎn)業(yè)界一起協(xié)作,逐漸把對(duì)這些工作負(fù)載所帶來的影響減少到最低。”
 
科再奇演講再一次證實(shí),為防范幽靈(Spectre)或熔斷(Meltdown,也譯作熔毀)而打的補(bǔ)丁,確實(shí)會(huì)影響系統(tǒng)性能,只是影響比例根據(jù)應(yīng)用狀況不同而有變化,有些影響甚微可視為無影響,但有些影響相對(duì)較大。
 
在英特爾 1 月 4 日的新聞稿中,蘋果、亞馬遜、谷歌和微軟都表示,
針對(duì)處理器漏洞的安全更新對(duì)性能影響很小甚至沒有影響。
 
具體測(cè)試結(jié)果包括:
 
蘋果:“我們的 GeekBench 4 基準(zhǔn)測(cè)試以及 Speedometer、JetStream 和 ARES-6 等常見的 Web 瀏覽基準(zhǔn)測(cè)試表明,2017 年 12 月的更新沒有顯著降低 macOS 和 iOS 設(shè)備的性能。”
 
微軟:“絕大多數(shù) Azure 客戶不會(huì)感受到此次更新對(duì)性能的影響。我們已經(jīng)優(yōu)化了 CPU 和磁盤 I/O 路徑,在采納更新后沒有看到對(duì)性能產(chǎn)生明顯的影響。”
 
亞馬遜:“我們沒有觀察到這對(duì)絕大多數(shù) EC2 工作負(fù)載的性能有產(chǎn)生實(shí)際的影響。”
 
谷歌:“在包括云基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的大多數(shù)工作負(fù)載上,我們看到對(duì)性能的影響可以忽略不計(jì)。”
 
但一些第三方測(cè)試結(jié)果并不支持影響甚微的說法。theregister 引用部分社交媒體上行業(yè)專家觀點(diǎn),稱補(bǔ)丁對(duì) Python 和 AWS 部分應(yīng)用性能影響較大。
 
 
 
 
引自 theregister
 
Redhat 針對(duì)服務(wù)器Linux 7 企業(yè)版更新中,對(duì)英特爾“Haswell” Xeon E5 v3,“Broadwell” Xeon E5 v4,和“Skylake” Xeon SP 處理器進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示,依據(jù)應(yīng)用不同,性能下降從 1%到 19%不等。
 
英國網(wǎng)站 TheNextPlatform 的 Timothy Prickett Morgan 根據(jù) RedHat 的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行推算,他表示,絕大多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心都有大量虛擬化環(huán)境(the heavily virtualized environment),這種虛擬環(huán)境應(yīng)用對(duì)補(bǔ)丁相對(duì)敏感,拉高了性能下降比例。如果假定服務(wù)器應(yīng)用性能下降均值在 10%左右,現(xiàn)在全球每年服務(wù)器市場(chǎng)在 600 億美元左右,10%的性能損失就是 60 億美元。這兩種漏洞影響的處理器至少有三到四代產(chǎn)品,全球存量約為 4000 萬臺(tái)。不考慮折舊,影響到的整個(gè)服務(wù)器市場(chǎng)累積規(guī)模在 250 億美元左右,即便考慮折舊,處理器安全漏洞造成的服務(wù)器應(yīng)用損失也在百億美元以上。
 
當(dāng)然,Timothy Prickett Morgan 的算法值得商榷,但性能下降帶來的經(jīng)濟(jì)損失無疑真實(shí)存在的,而且數(shù)目不會(huì)小。
 
中科院計(jì)算所工程師黃博文在果殼網(wǎng)發(fā)表的文章《你用了高性能 CPU,我就可以窺探你的密碼》也提到了他對(duì)現(xiàn)在解決方案影響系統(tǒng)性能的看法:
針對(duì)熔毀漏洞,目前已有的技術(shù)手段主要是通過軟件層次將內(nèi)核頁表與用戶頁表盡可能地隔離,這種技術(shù)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案叫 KAISER,其變種已經(jīng)被各大操作系統(tǒng)采用作為熔毀漏洞的臨時(shí)補(bǔ)救措施。這種技術(shù)方案會(huì)提高用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的切換開銷,快速系統(tǒng)調(diào)用的初步測(cè)試證明,內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用的速度降低到了原先的 42%,而利用現(xiàn)代處理器的 PCID 特性進(jìn)行優(yōu)化后,能夠恢復(fù)到 57%的水平。具體的應(yīng)用程序下降幅度取決于用戶程序與內(nèi)核交互的頻繁程度,linxu kernel 開發(fā)人員的測(cè)試結(jié)果從 10%~20%+不等,PCID 能夠彌補(bǔ)大約 5%-7%的性能。
 
針對(duì)幽靈漏洞,目前沒有很好的防御方式,linux 的發(fā)行版之一 suse 最近公開的一個(gè)安全更新顯示,AMD 和 Intel 已經(jīng)向相關(guān) OS 廠商推送了一個(gè)微碼更新,這個(gè)微碼更新會(huì)關(guān)閉分支預(yù)測(cè)來暫時(shí)封堵幽靈漏洞。由于分支預(yù)測(cè)對(duì)性能影響巨大,即便分支預(yù)測(cè)只被關(guān)閉一部分也很容易造成性能衰退二代左右的幅度,如果整個(gè)分支預(yù)測(cè)器都被關(guān)閉,CPU 性能將退回 2000 年以前的水平。對(duì)于這個(gè)更新是否將被應(yīng)用,相關(guān)從業(yè)人士正在持續(xù)跟進(jìn)關(guān)注。
 
黃博文對(duì) TechSugar 表示,將分支預(yù)測(cè)器完全關(guān)閉,CPU 性能退回 2000 年以前水平并非夸大其詞,雖然十幾年來半導(dǎo)體工藝進(jìn)步提高了主頻,但是關(guān)閉分支預(yù)測(cè)相當(dāng)于掐斷指令供應(yīng)(instruction supply),沒有分支預(yù)測(cè),指令級(jí)并行度就不再起作用,“再好的并行架構(gòu),都要有指令喂進(jìn)去才能發(fā)揮作用。所以,關(guān)掉分支預(yù)測(cè)功能的高主頻現(xiàn)代 CPU,實(shí)測(cè)性能將與開分支預(yù)測(cè)的低主頻 90 年代 CPU 差不多。”
 
黃博文指出,雖然提供完全關(guān)閉分支預(yù)測(cè)選項(xiàng)的代碼已經(jīng)推送,但他不認(rèn)為這種方案會(huì)真去實(shí)施,因?yàn)檫@樣處理對(duì)性能影響實(shí)在太大。
 
當(dāng)前,熔斷攻擊方式已經(jīng)有明確案例演示,幽靈攻擊方式尚沒有熔斷方式研究得透徹,但不少專家表示,幽靈攻擊潛在風(fēng)險(xiǎn)更大,更難防御。如果最嚴(yán)重情況必須采用關(guān)閉分支預(yù)測(cè)來解決的話,對(duì)全球信息產(chǎn)業(yè)的影響就不是只有幾百億美元,性能拖回到 2000 年之前,造成的損失至少在數(shù)千億美元以上。
 
當(dāng)然,當(dāng)前全球各個(gè)主要相關(guān)廠商正在研究各種預(yù)防措施,最快迭代安全補(bǔ)丁以降低對(duì)性能的影響,而且黃博文告訴 TechSugar,他了解到最新狀況是“分支預(yù)測(cè)不會(huì)被全關(guān),而且可能會(huì)引入定時(shí)沖刷分支預(yù)測(cè)器記錄表之類方法。”
 
據(jù)悉,美國已經(jīng)有針對(duì)英特爾的數(shù)起集體訴訟,如果風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散,不知道是否有其他廠商也會(huì)被卷入。
 
1994 年,英特爾為處理奔騰除法錯(cuò)誤,付出了 4.75 億美元的代價(jià),前一年英特爾營收為 79.7 億美元。2017 年,據(jù) Gartner 估算,英特爾銷售額為 577 億美元。
 
英特爾

英特爾

英特爾在云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)和電腦解決方案方面的創(chuàng)新,為我們所生活的智能互連的數(shù)字世界提供支持。

英特爾在云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)和電腦解決方案方面的創(chuàng)新,為我們所生活的智能互連的數(shù)字世界提供支持。收起

查看更多

相關(guān)推薦

電子產(chǎn)業(yè)圖譜