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Meltdownの対応によりどの程度パフォーマンスに影響が出るのか?

「Meltdown」の対応(KPTI)によりどの程度パフォーマンスに影響が出るのか、「Phoronix」で「KPTI」に関するベンチマークテストの結果が複数公開されています。


最初のベンチマーク

最初に行われたベンチマークです。


このテストでは、以下の組み合わせでテストが行われています。

項目 内容
CPU Intel Core i7-8700K(Coffee Lake)
メモリー 16GiB
ストレージ Samsung SSD 950 PRO 256GB(NVMe)
GPU MSI AMD Radeon RX 580 8192MB
Linux Kernel 4.15.0-041500rc5-generic (x86_64) 20171224(KPTI無効)
4.15.0-999-generic (x86_64) 20171231(KPTI有効)
OS Ubuntu 16.04

項目 内容
CPU Intel Core i7-6800K(Broadwell E)
メモリー 16GiB
ストレージ 2 x 120GB TOSHIBA-TR150(SATA 3.0)
GPU NV120 12288MB
Linux Kernel 4.15.0-041500rc5-generic (x86_64) 20171224(KPTI無効)
4.15.0-999-generic (x86_64) 20171231(KPTI有効)
OS Ubuntu 17.10

「pre」が「KPTI無効」、「post」が「KPTI有効」の結果です。
ベンチマーク結果を見ると、ディスクI/Oのパフォーマンスに大きな影響が出ています。
特に「NVMe」接続のSSDでは、40%〜55%程度の落ち込みが確認できます。
また「Compile Bench」では、両方の環境で15%程度パフォーマンスが低下しています。
「PostgreSQL」や「Redis」でも同様にパフォーマンスが低下しています。

一方で動画のエンコードや「Linux Kernel」のコンパイルなど、処理の多くをユーザースペースで費やす処理は、影響が出ていません。

ゲームパフォーマンス

次にゲームのベンチマークです。


項目 内容
CPU Intel Core i7-8700K(Coffee Lake)
GPU Radeon RX Vega 64
Linux Kernel Linux Kernel 4.15

「Pre」が「KPTI無効」、「Post」が「KPTI有効」の結果です。
ゲームに関してはパフォーマンスに有意な差は出ていません。
「KPTI」は、ゲーム及びそれに類似する処理を行うソフトウェアに影響が出ていないことがわかります。

仮想マシンやクラウドコンピューティング

仮想マシンやクラウドコンピューティングに関するベンチマークです。
仮想マシンで実行したテストとホストマシンで実行したテスト結果が比較されています。
いずれも「KPTI」は有効です。


このテストでは、以下の環境でテストが行われています。

項目 内容
CPU Intel Xeon E3-1280 v5 (4コア/8スレッド、Skylake)
メモリー 16GiB(仮想マシンに12GiB割り当て)
ストレージ 256GB TOSHIBA-RD400
GPU Sapphire AMD Radeon 4096MB
Linux Kernel 4.15.0-rc6-ptipts4 (x86_64) 20180103
OS Ubuntu 17.10

項目 内容
CPU Intel Xeon Gold 6138 x2(40コア/80スレッド)
メモリー 96GiB(仮想マシンに32GiB割り当て)
ストレージ 256GB Samsung SSD 850
2000GB Seagate ST2000DM006-2DM1
120GB TOSHIBA-TR150 x2
GPU ASPEED ASPEED Family
Linux Kernel 4.15.0-rc6-ptipts4 (x86_64) 20180103
OS Ubuntu 17.10

「最初のベンチマーク」と似たような傾向になっています。
マルチスレッドCPUテストでは、5%程度パフォーマンスが低下しています。
全体的に差が出ている結果を見ても、最大10%程度の差に収まっています。

Linux Kernel 4.14/4.9/4.4

最後に「Linux Kernel」のバージョン違いのテストです。


いずれも「KPTI」は有効です。

項目 内容
CPU Intel Core i7-4790K
メモリー 16GiB
ストレージ 120GB OCZ TRION100
GPU Intel Haswell Desktop 1536MB
Linux Kernel 4.4.110-rc1-phx-kpti (x86_64) 20180104
4.9.75-rc1-phx-kpti (x86_64) 20180104
4.14.12-rc1-phx-kpti (x86_64) 20180104
OS Ubuntu 17.10

どれも似た傾向であり、どのテスト結果を見ても差はわずかです。
「Linux Kernel」のバージョンが異なることで、「KPTI」によるパフォーマンスに大きな差は出ません。

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