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Intelプロセッサの脆弱性「MDS」対策前後のパフォーマンスを比較検証

Intelプロセッサの脆弱性「MDS」対策前後のパフォーマンスを比較検証

こんにちは。事業開発部の立原です。


 2019年5月14日、サイバーセキュリティ専門家グループにより公開された、インテル製CPUの脆弱性「Microarchitectural Data Sampling(MDS)」について、ポートウェルジャパンでの対応をお知らせ致します。

 「MDS」は2011年以降に発売されたIntel製品全てについて影響を及ぼすため、CPUマイクロコードのアップデートが必要となり、各社順次提供されております。また、各種OS側のアップデートも既に提供されております。
 なお、最新の第8世代および第9世代Coreプロセッサ、および第2世代Xeonプロセッサについてはハードウェアレベルで既に対応がされております。


-目次-
 1. 「MDS」とは
 2. 対策前後のパフォーマンス比較

1. 「MDS」とは


 Intelのプロセッサに存在するとされる「Microarchitectural Data Sampling(MDS)」と総称されている脆弱性は、4つの関連技術で構成されています。


  • CVE-2018-12126:Microarchitectural Store Buffer Data Sampling(MSBDS)–マイクロアーキテクチャ上のストアバッファからのデータサンプリング(コード名:「Fallout」)
  • CVE-2018-12127:Microarchitectural Load Port Data Sampling(MLPDS)–マイクロアーキテクチャ上のロードポートからのデータサンプリング
  • CVE-2018-12130:Microarchitectural Fill Buffer Data Sampling(MFBDS)–マイクロアーキテクチャ上のフィルバッファからのデータサンプリング(コード名:Zombieloadあるいは「RIDL」)
  • CVE-2018-11091:Microarchitectural Data Sampling Uncacheable Memory(MDSUM)–マイクロアーキテクチャレベルでのキャッシュ不能メモリーのデータサンプリング

 今回の脆弱性は「投機的実行」を悪用し、機密データを盗むものです。詳細な攻撃手法については、既に多くの他サイトにて報告がなされておりますので、そちらでご確認ください。


 そして本件は2019年5月に発見された脆弱性であり、多くのメーカーにて対策が取られています。
 ポートウェル社製品についても、5月時点でマイクロコードのアップデートを含んだBIOSの更新により、対応を進めております。


 同時に、マイクロコードのアップデートによりPCの数%のパフォーマンス低下を引き起こす場合があるという発表もなされております。そこで今回、ポートウェルジャパンオリジナルのATXマザーボード「RUBY-SQ1703」にて、脆弱性対策前後でのパフォーマンスの変化が見られるか、ベンチマークテストを実施し比較検証しました。


参考:インテル社ウェブサイト[ https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/architecture-and-technology/mds.html ]

2. 対策前後のパフォーマンス比較


まずは、今回の測定環境のご紹介です。

測定環境
Model RUBY-SQ1703 Rev:R000
CPU Intel® Core™ i7-6700 4C/8T 3.4GHz
Memory DDR4-2133 8GB (4GBx2pcs)
SSD Western Digital WDS250G1B0A (2.5inch 250GB SATA)
電源 Zippy HG2-5400V (400W)
OS Windows 7 Professional for Embedded Systems 64bit SP1
Windows 10 IoT Enterprise LTSC 2019 64bit
その他 SATA to USB3.0変換基板 (Crystal Disk Mark USB測定用)


続いて、実際の測定結果をご覧ください。

テスト内容 測定結果 (Windows 7) 測定結果 (Windows 10)
CineBench R20 現行BIOS 対策BIOS 比率[%] 現行BIOS 対策BIOS 比率[%]
CPU(cb) 1940 1937 99.84 1923 1932 100.46
CPU(Single Core) 392 390 99.48 392 388 98.97
 MP Ratio 4.95 4.96 100.20 4.91 4.98 101.42
Performance Test 9.0 現行BIOS 対策BIOS 比率[%] 現行BIOS 対策BIOS 比率[%]
Score 4074.9 4033.6 98.98 4029.3 3921.8 97.33
 CPU Mark 10739.1 10767.1 100.26 10570.7 10553.4 99.83
 2D Graphics Mark 1019.5 952.9 93.46 879.8 794.1 90.25
 3D Graphics Mark 1194.3 1200.6 100.52 1278.6 1282.7 100.32
 Memory Mark 2620.4 2656.2 101.36 2649.6 2691.6 101.58
 Disk Mark 4444.9 4570.9 102.83 4983.1 5009.8 100.53
PCMark 10 現行BIOS 対策BIOS 比率[%] 現行BIOS 対策BIOS 比率[%]
Score 4475 4449 99.41 4222 4172 98.81
Essentials 9646 9505 98.53 8765 7423 96.09
 App Start-up 15786 15262 96.68 11728 10715 91.36
 Video Conferencing 7814 7837 100.29 6994 6872 98.25
 Web Browsing 7278 7180 98.65 8211 8116 98.84
Productivity 8078 7930 98.16 6683 8704 100.31
 Spreadsheets 9329 9021 96.69 7361 7529 102.28
 Writing 6995 6971 99.65 6069 5970 98.36
Digital Content Creation 3122 3172 101.60 3488 3491 100.08
 Photo Editing 3569 3531 98.93 4207 4178 99.31
 Rendering & Visualization 2287 2418 105.72 2430 2419 99.54
 Video Editing 3729 3739 100.26 4151 4212 101.46
3D Mark – Sky Diver 現行BIOS 対策BIOS 比率[%] 現行BIOS 対策BIOS 比率[%]
Score 4710 4733 100.48 4996 4990 99.87
Graphics Score 4261 4286 100.58 4535 4533 99.95
 Graphic test 1 19.54 19.65 100.56 19.99 19.97 99.89
 Graphic test 2 19.38 19.49 100.56 21.49 21.49 100.00
Physics Score 10940 10745 99.13 10368 10279 99.14
Combined Score 4433 4455 100.49 4926 4915 99.77
Crystal Disk Mark/SATA接続
現行BIOS 対策BIOS Read比 Write比
Windows 10 Read Write Read Write [%] [%]
Seq Q32T1 (MB/s) 563.4 530.2 560.1 530.4 99.41 100.03
4KiB Q8T8 (MB/s) 391.8 313.0 396.2 317.4 101.12 101.40
4KiB Q32T1 (MB/s) 241.0 230.5 233.8 222.7 97.01 96.61
4KiB Q1T1 (MB/s) 30.24 57.57 30.03 57.66 99.30 100.15
Crystal Disk Mark/USB3.0接続 現行BIOS 対策BIOS Read比 Write比
Windows 10 Read Write Read Write [%] [%]
Seq Q32T1 (MB/s) 444.6 444.0 444.5 445.6 99.97 100.36
4KiB Q8T8 (MB/s) 153.5 101.5 154.2 101.3 100.45 99.80
4KiB Q32T1 (MB/s) 150.2 125.3 150.1 96.42 99.93 76.95
4KiB Q1T1 (MB/s) 22.57 40.93 22.60 40.92 100.13 99.97
Crystal Disk Mark/USB2.0接続 現行BIOS 対策BIOS Read比 Write比
Windows 10 Read Write Read Write [%] [%]
Seq Q32T1 (MB/s) 44.56 44.06 44.54 44.07 99.95 100.02
4KiB Q8T8 (MB/s) 29.92 24.66 28.93 24.27 100.03 98.41
4KiB Q32T1 (MB/s) 29.19 24.43 29.12 24.14 99.76 98.81
4KiB Q1T1 (MB/s) 12.68 15.31 12.69 15.39 100.07 100.52
Crystal Disk Mark/SATA接続 現行BIOS 対策BIOS Read比 Write比
Windows 7 Read Write Read Write [%] [%]
Seq Q32T1 (MB/s) 556.0 526.3 556.6 525.4 100.10 99.82
4KiB Q8T8 (MB/s) 3750.2 281.1 370.5 276.6 98.74 98.39
4KiB Q32T1 (MB/s) 287.1 281.3 283.5 283.5 98.74 100.78
4KiB Q1T1 (MB/s) 44.74 154.8 44.60 452.3 99.68 98.38
Crystal Disk Mark/USB3.0接続 現行BIOS 対策BIOS Read比 Write比
Windows 7 Read Write Read Write [%] [%]
Seq Q32T1 (MB/s) 336.6 367.6 337.1 366.2 100.14 99.61
4KiB Q8T8 (MB/s) 32.43 90.26 32.47 90.23 100.12 99.93
4KiB Q32T1 (MB/s) 32.48 89.78 32.49 89.85 100.03 100.07
4KiB Q1T1 (MB/s) 31.40 83.73 31.37 83.53 99.90 99.76
Crystal Disk Mark/USB2.0接続 現行BIOS 対策BIOS Read比 Write比
Windows 7 Read Write Read Write [%] [%]
Seq Q32T1 (MB/s) 43.37 42.71 43.36 42.74 99.97 100.17
4KiB Q8T8 (MB/s) 13.11 18.20 13.11 18.20 100.00 100.00
4KiB Q32T1 (MB/s) 13.11 18.20 13.11 18.20 100.00 100.00
4KiB Q1T1 (MB/s) 13.11 18.19 13.10 18.20 99.92 100.05

 Intel社の検証結果同様に、数%程度のパフォーマンス低下が見られる一部項目もありますが、脆弱性対策マイクロコードのアップデートを適用しても、パフォーマンスに大きな影響を与えることはなく、安心して弊社製品をご利用いただけます。



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