Cum vor afecta defectele de topire și spectrul de influență pe PC-ul meu?

Procesoarele de procesoare au un defect masiv de design, și toată lumea se străduiește să o repare. Numai unul dintre cele două găuri de securitate poate fi patch-uri, iar patch-urile vor face PC-urile (și Mac-urile) cu jetoane Intel mai lente.

Actualizați: O versiune anterioară a acestui articol a declarat că acest defect a fost specific pentru chips-uri Intel, dar asta nu este întreaga poveste. Există, de fapt Două vulnerabilități majore aici, denumite acum "Meltdown" și "Spectre". Meltdown este în mare parte specifică procesoarelor Intel și afectează toate modelele CPU din ultimele decenii. Am adăugat mai multe informații despre aceste două erori, precum și despre diferența dintre ele, la articolul de mai jos.

Ce sunt Meltdown și Spectre?

Spectrul este un "defect de design fundamental" care există în fiecare CPU de pe piață - inclusiv cele de la AMD și ARM, precum și de la Intel. În prezent, nu există o soluție software și probabil va necesita o reproiectare completă a hardware-ului pentru CPU-uri, deși, din fericire, este destul de dificil de exploatat, potrivit cercetătorilor din domeniul securității. Este posibil să se protejeze împotriva anumitor atacuri Spectre, iar dezvoltatorii lucrează la aceasta, dar cea mai bună soluție va fi redesenarea hardware a procesorului pentru toate cipurile viitoare.

Meltdown-ul face din Spectre mai rău făcând un defect de bază mai ușor de exploatat. Este în esență un defect suplimentar care afectează toate procesoarele Intel realizate în ultimele decenii. De asemenea, afectează unele procesoare high-end ARM Cortex-A, dar nu afectează cipurile AMD. Meltdown este patch-uri în sistemele de operare de astăzi.

Dar cum funcționează aceste deficiențe?

Programele care rulează pe computerul dvs. rulează cu diferite niveluri de permisiuni de securitate. Kernelul sistemului de operare - kernel-ul Windows sau kernel-ul Linux, de exemplu - are cel mai înalt nivel de permisiuni, deoarece rulează spectacolul. Programele desktop au mai puține permisiuni, iar kernelul restricționează ceea ce pot face. Kernel-ul folosește caracteristicile hardware ale procesorului pentru a ajuta la impunerea unor restricții, deoarece este mai rapid să o faci cu hardware decât software.

Problema este aici cu "executare speculativă". Din motive de performanță, CPU-urile moderne execută automat instrucțiunile pe care le consideră necesare pentru a le rula și, dacă nu, ele pot pur și simplu returna și readuce sistemul la starea anterioară. Cu toate acestea, un defect în procesoarele Intel și unele procesoare ARM permite proceselor să execute operațiuni pe care nu ar putea să le ruleze în mod normal, deoarece operația este efectuată înainte ca procesorul să deranjeze dacă ar trebui să aibă permisiunea de rulare sau nu. Ăsta e bug-ul Meltdown.

Problema principală, atât cu Meltdown, cât și cu Spectre, se află în memoria cache a procesorului. O aplicație poate încerca să citească memoria și, dacă citește ceva în memoria cache, operația se va termina mai repede. Dacă încearcă să citească ceva ce nu este în memoria cache, se va termina mai încet. Aplicația poate vedea dacă sau nu se termină ceva rapid sau lent și, în timp ce orice altceva în timpul executării speculative este curățat și șters, perioada de timp necesară pentru efectuarea operației nu poate fi ascunsă. Apoi poate folosi această informație pentru a construi o hartă a oricărui lucru în memoria calculatorului, câte unul câte unul. Caching-ul accelerează lucrurile, dar aceste atacuri profită de optimizarea respectivă și o transformă într-un defect de securitate.

Deci, într-un scenariu cel mai prost, codul JavaScript care rulează în browserul dvs. web ar putea citi în mod eficient memoria pe care nu ar trebui să o aibă acces, cum ar fi informațiile private deținute în alte aplicații. Furnizorii de cloud, precum Microsoft Azure sau Amazon Web Services, care găzduiesc mai multe programe diferite ale companiei în diferite mașini virtuale pe același hardware, sunt în mod deosebit expuse riscului. Software-ul unei persoane ar putea, teoretic, să spioneze lucrurile în mașina virtuală a unei alte companii. Este o defalcare în separarea dintre aplicații. Patch-urile pentru Meltdown înseamnă că acest atac nu va fi la fel de ușor de tras. Din nefericire, punerea în aplicare a acestor verificări suplimentare înseamnă că unele operații vor fi mai lentă pe hardware-ul afectat.

Dezvoltatorii lucrează la software-uri care fac atacurile Spectre mai greu de executat. De exemplu, noua caracteristică de izolare a site-urilor Google de la Google vă ajută să protejați acest lucru, iar Mozilla a făcut deja unele modificări rapide la Firefox. De asemenea, Microsoft a făcut unele modificări pentru a ajuta la protejarea Edge și Internet Explorer în Windows Update, care este acum disponibil.

Dacă sunteți interesat de detaliile adânci de nivel scăzut despre Meltdown și Spectre, citiți explicația tehnică din echipa Project Zero a Google, care a descoperit bug-urile anul trecut. Mai multe informații sunt de asemenea disponibile pe site-ul MeltdownAttack.com.

Cât de lent va fi PC-ul meu?

Actualizați: Pe 9 ianuarie, Microsoft a lansat câteva informații despre performanța plasturelui. Potrivit Microsoft, Windows 10 pe PC-uri din 2016, cu procesoare Skylake, Kabylake sau Intel, arată "încetinirea unei singure cifre" pe care majoritatea utilizatorilor nu ar trebui să o observe. Windows 10 pe PC-urile din 2015 cu Haswell sau un CPU mai vechi ar putea să înregistreze o încetinire mai accentuată și Microsoft "se așteaptă ca unii utilizatori să observe o scădere a performanțelor sistemului".

Utilizatorii Windows 7 și 8 nu sunt la fel de norocoși. Microsoft spune că "se așteaptă ca majoritatea utilizatorilor să observe o scădere a performanței sistemului" atunci când utilizează Windows 7 sau 8 pe un PC din epoca 2015 cu Haswell sau un procesor mai vechi. Nu numai că Windows 7 și 8 utilizează procesoare mai vechi care nu pot executa patch-urile la fel de eficient, dar "Windows 7 și Windows 8 au mai multe tranziții de kernel-utilizatori din cauza deciziilor de proiectare vechi, cum ar fi toate redarea fonturilor care au loc în kernel-ul" , iar acest lucru încetinește și mai mult lucrurile.

Microsoft intenționează să-și realizeze propriile repere și să elibereze mai multe detalii în viitor, dar nu știm exact cât de mult va fi afectat de patch-ul lui Meltdown. Dave Hansen, dezvoltator de kerneluri Linux care lucrează la Intel, a scris inițial că modificările făcute în kernel-ul Linux vor afecta totul. Potrivit lui, majoritatea sarcinilor de lucru înregistrează o încetinire a cifrei de o singură cifră, cu o decelerare de aproximativ 5% fiind tipică. Cel mai grav scenariu a fost o încetinire de 30% a unui test de rețea, deși, deci, variază de la sarcină la sarcină. Acestea sunt numerele pentru Linux, cu toate acestea, astfel încât acestea nu se aplică neapărat la Windows. Fixarea încetinește apelurile de sistem, astfel încât sarcinile cu multe apeluri de sistem, cum ar fi compilarea de software și rularea mașinilor virtuale, probabil vor încetini cel mai mult. Dar fiecare software foloseste anumite apeluri de sistem.

Actualizați: Începând cu data de 5 ianuarie, TechSpot și Guru3D au realizat câteva criterii de referință pentru Windows. Ambele site-uri au ajuns la concluzia că utilizatorii de pe desktop nu au prea multe de îngrijorat. Unele jocuri pe calculator observă o încetinire ușoară de 2% cu patch-ul, care se află în marja de eroare, în timp ce altele par să funcționeze identic. Redarea 3D, software-ul de productivitate, instrumentele de compresie a fișierelor și utilitățile de criptare par a fi neafectate. Cu toate acestea, criteriile de citire și scriere a fișierelor arată diferențe vizibile. Viteza de citire rapidă a unui număr mare de fișiere mici a scăzut cu aproximativ 23% în valorile de referință ale Techspot, iar Guru3D a găsit ceva similar. Pe de altă parte, Tom's Hardware a înregistrat o scădere medie a performanței cu doar 3,21% în urma unui test de stocare a aplicațiilor pentru consumatori și a susținut că "reperele sintetice" care indică scăderi semnificative ale vitezei nu reprezintă utilizarea în lumea reală.

Computerele cu un procesor Intel Haswell sau cu un procesor nou au o funcție PCID (Identificatori de proces-context) care va ajuta patch-ul să funcționeze bine. Computerele cu CPU Intel mai vechi pot vedea o scădere mai mare a vitezei. Valorile de referință de mai sus au fost efectuate pe CPU-uri moderne Intel cu PCID, deci nu este clar cum vor funcționa procesoarele Intel mai vechi.

Intel declară că încetinirea "nu ar trebui să fie semnificativă" pentru utilizatorul mediu de calculatoare și, până în prezent, pare a fi adevărată, dar anumite operații înregistrează o încetinire. Pentru cloud, Google, Amazon și Microsoft au spus în mod substanțial același lucru: pentru majoritatea încărcărilor de lucru, nu au observat un impact semnificativ asupra performanței după lansarea patch-urilor. Microsoft a spus că "un mic set de clienți [Microsoft Azure] ar putea avea un impact de performanță în rețea". Aceste declarații nu fac loc unor sarcini de lucru pentru a se constata o încetinire semnificativă. Jocurile Epic au dat vina pe patch-ul Meltdown pentru a provoca probleme cu jocul Fortnite și a postat un grafic care arată o creștere uriașă a utilizării CPU pe serverele sale cloud după instalarea patch-urilor.

Dar un singur lucru este clar: calculatorul dvs. nu are nici un rezultat mai rapid cu acest patch. Dacă aveți un procesor Intel, acesta poate deveni mai lent - chiar dacă este cu o sumă mică.

Ce trebuie sa fac?

Unele actualizări pentru a remedia problema Meltdown sunt deja disponibile. Microsoft a lansat o actualizare de urgență a versiunilor acceptate de Windows prin Windows Update pe 3 ianuarie 2018, dar nu a reușit încă la toate PC-urile. Actualizarea Windows care rezolvă Meltdown și adaugă unele protecții împotriva Spectrului este numită KB4056892.

Apple a patch-uri deja cu MacOS 10.13.2, lansat pe 6 decembrie 2017. Chromebookurile Chrome OS 63, lansate la mijlocul lunii decembrie, sunt deja protejate. Patch-urile sunt, de asemenea, disponibile pentru kernel-ul Linux.

În plus, verificați dacă PC-ul dvs. are actualizări BIOS / UEFI disponibile. În timp ce actualizarea Windows a stabilit problema Meltdown, actualizările microcodului procesorului de la Intel livrate printr-o actualizare UEFI sau BIOS sunt necesare pentru a activa complet protecția împotriva atacurilor Spectrelor. De asemenea, ar trebui să vă actualizați browserul web - ca de obicei - pe măsură ce browserele adaugă și unele protecții împotriva lui Spectre.

Actualizați: La 22 ianuarie, Intel a anunțat că utilizatorii ar trebui să înceteze să implementeze actualizările firmware-ului UEFI inițial datorită "rebootărilor mai ridicate decât cele preconizate și a altor comportamente imprevizibile ale sistemului". Intel a spus că trebuie să așteptați un finisaj firmware pentru UEFI care a fost testat corespunzător și nu va cauza probleme de sistem. Începând cu 20 februarie, Intel a lansat actualizări microcodale stabile pentru Skylake, Lacul Kaby și Lake Coffee - care este platformele Intel Core 6, 7 și 8. Producătorii de PC-uri ar trebui să înceapă în curând să lanseze noile actualizări firmware ale UEFI.

În timp ce o lovitură de performanță pare rău, vă recomandăm insistent să instalați aceste patch-uri oricum. Dezvoltatorii sistemelor de operare nu ar face astfel de modificări masive, cu excepția cazului în care acest lucru a fost un bug foarte rău, cu consecințe grave.

Patch-ul de software în cauză va remedia defectul Meltdown, iar unele patch-uri software pot ajuta la atenuarea defectului Spectrelor. Dar Spectre va continua probabil să afecteze toate procesoarele moderne - cel puțin într-o anumită formă - până când va fi lansat un nou hardware pentru ao repara. Nu este clar modul în care producătorii se vor ocupa de acest lucru, dar între timp tot ce puteți face este să continuați să folosiți computerul și să vă bucurați de faptul că Spectrul este mai dificil de exploatat și oarecum mai mult de îngrijorare pentru cloud computing decât utilizatorii finali cu PC-uri desktop.

Credit de imagine: Intel, VLADGRIN / Shutterstock.com.