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¿Qué tan jodido es Intel sin Hyper-Threading?

techserving |
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Como hemos aprendido recientemente, hay cuatro nuevas vulnerabilidades de hardware que afectan a los procesadores Intel. Estas nuevas fallas permiten a los atacantes filtrar datos confidenciales mediante la explotación de vulnerabilidades de canal lateral de muestreo de datos de microarquitectura (MDS), de las cuales la más grave es posiblemente 'ZombieLoad'.

A diferencia de las fallas de ejecución especulativas anteriores que afectaron parcialmente a los procesadores basados ​​en AMD y Arm, las fallas de MDS son exclusivas de los chips Intel. En el corto plazo, la única forma de mitigar o minimizar estas vulnerabilidades es deshabilitar el subprocesamiento múltiple simultáneo (SMT), o como Intel lo llama "Hyper-Threading".

Tal como está, Microsoft está lanzando actualizaciones a nivel del sistema operativo para abordar las cuatro vulnerabilidades de MDS y las obtendrá con la actualización de Windows 10 1903 de este mes. Sin embargo, esto no mitiga el problema por completo, para eso necesitamos actualizaciones del BIOS de la placa base y, según se informa, Intel ha lanzado el nuevo microcódigo a los socios de la placa base. Sin embargo, al momento de escribir, no se han lanzado al público nuevas revisiones de BIOS. Creemos que podemos probar el peor de los casos al deshabilitar Hyper-Threading y, para las plataformas más antiguas que no se actualizarán, esta podría terminar siendo la única solución.

Con eso, hoy estamos explorando el impacto que tiene la desactivación de Hyper-Threading en los procesadores Intel que admiten la característica. Hemos hecho esto en el pasado y es una prueba interesante, sin embargo, hay un nuevo incentivo crítico para revisar estos datos considerando que la última vulnerabilidad de seguridad de hardware de Intel afecta a SMT.

Tomamos un Core i7-8700K y 7700K y los probamos en una batería de juegos y aplicaciones con y sin Hyper-Threading habilitado. No nos molestamos con el i9-9900K porque es una parte de 8 núcleos, por lo que los subprocesos que faltan no serán un problema para el rendimiento de los juegos, aunque aún habrá un impacto negativo en el rendimiento de la aplicación y eso debería estar en línea con lo que vemos desde el 8700K y el 7700K.

Con más tiempo (estamos a punto de ir a Computex 2019, así que tenga cuidado con nuestra cobertura) nos hubiera gustado probar algunas CPU Intel de doble núcleo habilitadas para Hyper-Threading, ya que el impacto sin duda será brutal. Aunque tenemos algunos datos más antiguos a los que podemos recurrir.

Realizamos todas las pruebas con Windows 10 compilación 1903, equipamos los equipos con memoria DDR4-3200 de 32 GB y una GeForce RTX 2080 Ti para reducir los cuellos de botella de GPU. Los puntos de referencia de juegos se ejecutaron a 1080p y 1440p, aunque primero comenzaremos con los puntos de referencia de la aplicación.

Puntos de referencia de la aplicación

En primer lugar, tenemos los resultados de Cinebench R20 y, al observar el Core i7-8700K, vemos una reducción del 24 % en el rendimiento con Hyper-Threading deshabilitado. Naturalmente, ese tipo de caída en el rendimiento no pasará desapercibida. Además, en términos de rendimiento, esencialmente estamos convirtiendo el 8700K en un 7700K, por lo que es una rebaja bastante antigua.

Mientras tanto, el 7700K se vuelve un 26 % más lento con Hyper-Threading deshabilitado y ahora tenemos un viejo quad-core o un Core i5 de la generación Kaby Lake. Para las aplicaciones que aprovechan en gran medida todos los núcleos, la desactivación de SMT/Hyper-Threading tiene un gran impacto en el rendimiento.

WinRAR ve una reducción masiva del 36 % en el rendimiento para el 8700K. Claramente Hyper-Threading funciona muy bien para este tipo de carga de trabajo. Del mismo modo, vemos una caída masiva para el 7700K, una reducción del 39 % en este caso.

Corona es un renderizador de alto rendimiento y aquí el 8700K experimentó una disminución del rendimiento del 31 % con Hyper-Threading deshabilitado, mientras que el 7700K experimentó una caída similar del 33 %. En ambos casos, la disminución del rendimiento es significativa, lo que indica que podríamos ver caídas considerables en el rendimiento en las tareas de procesamiento y codificación, según cómo funcionen las actualizaciones para mitigar las fallas.

Blender ve una caída menor del 25 % para el 8700K con Hyper-Threading deshabilitado, que está más cerca de lo que vimos en Cinebench R20, aunque sigue siendo significativo. El 7700K con menos núcleos sufre un poco más y aquí vemos una reducción del rendimiento del 29%.

Consumo de energía

Antes de pasar a los juegos, queríamos tener en cuenta el consumo total de energía del sistema. De acuerdo, no estamos analizando el consumo de procesador individual, por lo que es difícil comentar sobre la eficiencia, pero como puede ver, deshabilitar Hyper-Threading en el 8700K no nos ahorra mucha energía en esta prueba con una reducción de ~5% en el sistema total. uso. El 7700K se aprovechó mejor con HT habilitado y aquí vimos una reducción del 11% que probablemente esté más en línea con la caída de rendimiento que vimos.

Puntos de referencia de juegos

Primero están los resultados de 1080p para Assassin's Creed Odyssey. Aquí, el 8700K solo experimentó una reducción del 13 % en la velocidad de fotogramas promedio y ningún cambio en el mínimo del 1 %. El 7700K, por otro lado, con menos núcleos, experimentó una reducción masiva tanto en la velocidad de cuadro promedio como en los resultados bajos del 1%. Aquí vimos una caída del 23 % para la frecuencia de cuadro promedio y del 21 % para el 1 % mínimo. Aquellos con procesadores de cuatro núcleos se verán significativamente más afectados por una reducción en el rendimiento de Hyper-Threading.

Qué jodido es Intel sin Hyper-Threading ?

Ahora, si está vinculado principalmente a GPU, el 8700K funciona bien con Hyper-Threading deshabilitado, como vemos a 1440p, incluso con un RTX 2080 Ti. Aquellos con núcleos cuádruples y Dios no lo quiera con núcleos duales, cualquier reducción en la eficiencia de Hyper-Threading va a doler.

Battlefield V es un título que hace un uso intensivo de la CPU, aunque para este contenido solo tuvimos tiempo de probar la parte del juego para un solo jugador e incluso entonces necesitábamos dos cuentas de Origin gracias al maravilloso bloqueo de cambio de hardware. Manteniendo el tema, no vemos una gran disminución del rendimiento aquí. La mayor caída fue de hasta un 12 % al observar los márgenes bajos del 1 % para el 7700K.

Aumentar la resolución a 1440p no ayudó con el bajo rendimiento del 1 % y vemos que, en ambos casos, la desactivación de Hyper-Threading reduce el rendimiento, aunque la brecha no es tan grande como con las cargas de trabajo de productividad.

Los resultados de The Division 2 son brutales. Mire la caída del rendimiento en el 7700K con Hyper-Threading deshabilitado. La velocidad de fotogramas promedio se reduce en un 37 % y el resultado bajo del 1 % en un 38 %, cerca de lo que vimos en WinRAR.

El impacto en el rendimiento del 8700K de 6 núcleos no es tan extremo, pero aun así, la mayoría de los jugadores no apreciarán una caída del 13 % en un rendimiento bajo del 1 %. Pasar a 1440p y ahora el 8700K, incluso con Hyper-Threading deshabilitado, no es el componente que limita el rendimiento, ese sería el RTX 2080 Ti. Sin embargo, seguimos viendo una reducción del 32 % para el 7700K cuando observamos un rendimiento bajo del 1 %.

Una pequeña nota al margen. Far Cry New Dawn se reproduce mejor en el 9700K que en el 8700K. El 9700K permite ~120 fps en promedio a 1080p. Mencionamos esto porque cuando desactivamos Hyper-Threading, el 8700K coincide con el 9700K en esta prueba, por lo que básicamente 6 núcleos/6 subprocesos es más eficiente en este título que 6 núcleos con 12 subprocesos y se ve bastante. con juegos al probar SMT.

Dicho esto, el 7700K con menos núcleos no sufre el mismo problema con Hyper-Threading habilitado, aunque aún era un poco más rápido con él deshabilitado. Entonces, al menos para este juego, ejecutar sin Hyper-Threading no es un problema y, de hecho, es probable que sea beneficioso, aunque no si tiene un doble núcleo.

Pasamos a 1440p y vemos que el número de núcleos no es un problema aquí, en realidad es Hyper-Threading lo que está ralentizando los 7700K y 8700K.

Continuando, tenemos Hitman 2 y aquí vemos que deshabilitar Hyper-Threading no tiene un impacto real para el 8700K, sin embargo, para el 7700K de cuatro núcleos es devastador. La velocidad de fotogramas promedio se redujo en un 18 %, pero mucho peor, casi una reducción del 30 % en un 1 % de bajo rendimiento. De acuerdo, todavía estamos viendo más de 60 fps en todo momento, pero para aquellos que buscan grandes velocidades de cuadro, este tipo de impacto en el rendimiento es duro.

Incluso a 1440p, el 7700K se ve muy afectado con Hyper-Threading deshabilitado, ya que todavía vemos una reducción de más del 25 % en un 1 % de bajo rendimiento.

A continuación, tenemos Rage 2, donde el 8700K casi no experimentó una disminución en el rendimiento con Hyper-Threading deshabilitado. En el 7700K, la velocidad de cuadro promedio prácticamente no cambia, pero el mínimo del 1% cae en un margen significativo del 20%.

Una vez que aumentamos la resolución a 1440p en Rage 2, eso es suficiente para eliminar la CPU como el componente que limita el rendimiento, al menos cuando se mira el Hyper-Threading-less 7700K. Entonces, aquí, deshabilitar Hyper-Threading no tiene impacto en el rendimiento.

Hemos visto en el pasado cuán exigente puede ser Shadow of the Tomb Raider y estamos recibiendo un recordatorio de eso aquí. El 8700K experimentó una caída del rendimiento del 10-12 % con Hyper-Threading deshabilitado, mientras que el 7700K experimentó una caída del 24 %, aunque los márgenes bajos del 1 % fueron similares a los que presenciamos con el 8700K. En cualquier caso, deshabilitar SMT tiene un gran impacto en este título.

Incluso a 1440p, el efecto es significativo, al menos para 7700K. El 8700K aún experimentó una pequeña disminución de rendimiento, pero no fue nada como la caída del 20% que sufrió el 7700K.

Por último, tenemos algunos resultados de la Guerra Mundial Z utilizando la API Vulkan de bajo nivel. Aquí el juego funciona bien con 4 núcleos, por lo que ninguna CPU sufre cuando Hyper-Threading está deshabilitado. Vemos algo similar a 1440p, ya que ambas CPU pueden extraer el máximo rendimiento del RTX 2080 Ti.

Resumen

Ahora tenemos una idea bastante buena de cómo funcionan las CPU de 4 y 6 núcleos de Intel con Hyper-Threading habilitado versus deshabilitado. Para resumir rápidamente los resultados, el rendimiento principal de las aplicaciones pesadas se redujo normalmente entre un 25 y un 35 %.

El impacto en el rendimiento de los juegos puede variar significativamente según el juego y otros factores, como la resolución, la configuración de la calidad visual y, por supuesto, la GPU que lo acompaña. Para los juegos que probamos, con una CPU Intel de 6 núcleos verá un impacto mínimo en el rendimiento en su mayor parte, aunque el rendimiento del 1% se ve afectado a veces y en juegos de alta frecuencia de actualización notará la caída del rendimiento.

Para aquellos con una pieza de 8 núcleos y 16 hilos como el 9900K, el impacto en los juegos será prácticamente inexistente, aunque el rendimiento de la aplicación aún experimentará una caída del 25-35 % sin SMT. Por otro lado, las CPU de gama baja que dependen más de Hyper-Threading verán la pérdida de rendimiento más sustancial. Incluso el 7700K de cuatro núcleos a menudo sufrió grandes caídas de rendimiento en las pruebas de juego y esto significa que la pérdida de Hyper-Threading será aún más devastadora para aquellos con partes habilitadas para SMT de doble núcleo.

Por ahora no podemos decir exactamente cuánto impacto tendrán las cuatro mitigaciones de MDS en el rendimiento (para PC con Windows), pero podemos anticipar que habrá algún impacto, y sabemos que se sentirá más donde Hyper-Threading tiene el mayor impacto. Phoronix ha probado las mitigaciones en Linux y el impacto en el rendimiento varía de insignificante a enorme. Phoronix también descubrió que los sistemas Intel ahora son aproximadamente un 16 % más lentos de lo que eran antes de las mitigaciones Spectre, Meltdown, Foreshadow y Zombieload. Mientras tanto, AMD solo ha visto una caída del rendimiento del 3%. También argumentan que el impacto de la mitigación es suficiente para acercar el Core i7-8700K al Ryzen 7 2700X y el Core i9-7980XE al Threadripper 2990WX.

A menos que Intel pueda sacar un conejo de la chistera y hacer que las mitigaciones sean tan efectivas que Hyper-Threading no se modifique, esto podría tener consecuencias desastrosas para aquellos que usan CPU Intel de dos y cuatro núcleos compatibles con Hyper-Threading. Esto incluye procesadores Core i3 y Core i5 de Clarkdale a Kaby Lake, Core i7s hasta Kaby Lake, así como procesadores Kaby Lake y Coffee Lake Pentium.

Para aquellos que usan hardware antiguo y no ejecutan ninguna tarea de misión crítica, hasta que los ataques basados ​​en estas vulnerabilidades estén claramente definidos, quizás la mejor opción de rendimiento sea no actualizar. Esta no es nuestra recomendación oficial, sino un comentario a color sobre lo que podría ser una ruta alternativa una vez que se publiquen las actualizaciones correspondientes.

Este artículo hizo un estudio interesante de dónde Hyper-Threading hace la mayor diferencia y, aunque esto muestra el peor de los casos en el que SMT debe descartarse por completo, hemos visto algunos movimientos en esa dirección. Google desactivó Hyper-Threading en Chrome OS, la comunidad de OpenBSD recomienda lo mismo, mientras que Apple ha parcheado sistemas con mitigaciones parciales y reveló que la mitigación total requiere deshabilitar Hyper-Threading. Otros proveedores como Microsoft aún no han tomado una postura definitiva.

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Crédito de la imagen: Intel CPU masthead de Christian Wiediger, Dark chip de David Latorre