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À quel point Intel est-il foutu sans l'Hyper-Threading ?

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Comme nous l'avons appris récemment, quatre nouvelles vulnérabilités matérielles affectent les processeurs Intel. Ces nouvelles failles permettent aux attaquants de divulguer des données confidentielles en exploitant les vulnérabilités des canaux secondaires d'échantillonnage de données microarchitecturales (MDS), dont la plus grave est sans doute « ZombieLoad ».

Contrairement aux failles d'exécution spéculatives précédentes qui affectaient partiellement les processeurs AMD et Arm, les failles MDS sont exclusives aux puces Intel. À court terme, la seule façon d'atténuer ou de minimiser ces vulnérabilités est de désactiver le multithreading simultané (SMT), ou comme Intel le nomme "Hyper-Threading".

Dans l'état actuel des choses, Microsoft propose des mises à jour au niveau du système d'exploitation pour résoudre les quatre vulnérabilités MDS et vous les obtiendrez avec la mise à jour Windows 10 1903 de ce mois-ci. Cependant, cela n'atténue pas entièrement le problème, pour cela nous avons besoin de mises à jour du BIOS de la carte mère et Intel aurait publié le nouveau microcode aux partenaires de la carte mère. Cependant, au moment de la rédaction, aucune nouvelle révision du BIOS n'a été publiée. Nous pensons que nous pouvons tester le pire des scénarios en désactivant l'Hyper-Threading et pour les plates-formes plus anciennes qui ne seront pas mises à jour, cela pourrait finir par être la seule solution.

Avec cela, nous explorons aujourd'hui l'impact de la désactivation de l'Hyper-Threading sur les processeurs Intel qui prennent en charge cette fonctionnalité. Nous l'avons fait dans le passé et c'est un test intéressant, mais il y a une nouvelle incitation critique à passer en revue ces données étant donné que la dernière vulnérabilité de sécurité matérielle d'Intel a un impact sur SMT.

Nous avons pris un Core i7-8700K et 7700K et les avons testés dans une batterie de jeux et d'applications avec et sans Hyper-Threading activé. Nous ne nous sommes pas souciés du i9-9900K car il s'agit d'une partie à 8 cœurs, donc les threads manquants ne seront pas un problème pour les performances de jeu, bien qu'il y ait toujours un impact négatif sur les performances de l'application et cela devrait être en ligne avec ce que nous voyons des 8700K et 7700K.

Avec plus de temps (nous sommes sur le point de nous diriger vers Computex 2019, alors faites attention à notre couverture), nous aurions aimé tester des processeurs Intel à double cœur compatibles Hyper-Threading, car l'impact sera sans aucun doute brutal. Bien que nous ayons des données plus anciennes sur lesquelles nous pouvons nous appuyer.

Nous avons effectué tous les tests avec Windows 10 build 1903, nous avons équipé les plates-formes de 32 Go de mémoire DDR4-3200 et d'une GeForce RTX 2080 Ti pour réduire les goulots d'étranglement du GPU. Les benchmarks de jeu ont été exécutés à la fois en 1080p et 1440p, bien que nous commencions d'abord par les benchmarks d'application.

Benchmarks d'application

Tout d'abord, nous avons les résultats de Cinebench R20 et en regardant le Core i7-8700K, nous constatons une réduction de 24 % des performances avec l'Hyper-Threading désactivé. Naturellement, ce genre de baisse de performance ne passera pas inaperçu. De plus, en termes de performances, nous transformons essentiellement le 8700K en un 7700K, donc une bonne vieille rétrogradation.

Pendant ce temps, le 7700K devient 26 % plus lent avec l'Hyper-Threading désactivé et nous avons maintenant un bon vieux quad-core, ou un Core i5 de la génération Kaby Lake. Pour les applications qui exploitent fortement tous les cœurs, la désactivation de SMT/Hyper-Threading a un impact important sur les performances.

WinRAR constate une réduction massive de 36 % du débit pour le 8700K. De toute évidence, Hyper-Threading fonctionne très bien pour ce type de charge de travail. De même, nous constatons une baisse massive du 7700K, une réduction de 39% dans ce cas.

Corona est un moteur de rendu hautes performances et ici, le 8700K a enregistré une baisse de performances de 31 % avec l'Hyper-Threading désactivé, tandis que le 7700K a enregistré une baisse similaire de 33 %. Dans les deux cas, la diminution des performances est significative, signalant que nous pourrions voir des baisses de performances considérables dans les tâches de rendu et d'encodage en fonction du fonctionnement des mises à jour pour atténuer les défauts.

Blender voit une baisse de 25 % plus faible pour le 8700K avec Hyper-Threading désactivé, ce qui est plus proche de ce que nous avons vu sur Cinebench R20, bien que cela reste significatif. Le 7700K avec moins de cœurs souffre un peu plus et nous constatons ici une réduction des performances de 29%.

Consommation électrique

Avant de passer aux jeux, nous voulions noter la consommation électrique totale du système. Certes, nous ne regardons pas la consommation individuelle du processeur, il est donc difficile de commenter l'efficacité, mais comme vous pouvez le voir, la désactivation de l'Hyper-Threading sur le 8700K ne nous permet pas d'économiser beaucoup d'énergie dans ce test avec une réduction d'environ 5 % du système total. usage. Le 7700K était mieux exploité avec HT activé et nous avons constaté ici une réduction de 11%, ce qui est probablement plus conforme à la baisse des performances que nous avons constatée.

Benchmarks de jeu

Tout d'abord, les résultats 1080p pour Assassin's Creed Odyssey. Ici, le 8700K n'a vu qu'une réduction de 13% pour la fréquence d'images moyenne et aucun changement au niveau bas de 1%. Le 7700K, d'autre part, avec ses moins de cœurs, a connu une réduction massive à la fois de la fréquence d'images moyenne et des résultats faibles de 1 %. Ici, nous avons vu une baisse de 23% pour la fréquence d'images moyenne et de 21% pour le bas de 1%. Ceux dotés de processeurs quadricœurs seront beaucoup plus touchés par une réduction des performances de l'Hyper-Threading.

Comment est foutu Intel sans Hyper-Threading ?

Maintenant, si vous êtes principalement lié au GPU, le 8700K fonctionne bien avec Hyper-Threading désactivé comme nous le voyons à 1440p, même avec un RTX 2080 Ti. Ceux qui ont des quad-cores et dieu interdisent les dual-cores, toute réduction de l'efficacité de l'Hyper-Threading va piquer.

Battlefield V est un titre très gourmand en CPU, mais pour ce contenu, nous n'avons eu que le temps de tester la partie solo du jeu et même dans ce cas, nous avions besoin de deux comptes Origin grâce au délicieux verrouillage du changement de matériel. Pour rester dans le sujet, nous ne voyons pas beaucoup de baisse de performance ici. La baisse la plus importante a atteint 12 % lorsque l'on considère les faibles marges de 1 % pour le 7700K.

L'augmentation de la résolution à 1440p n'a pas aidé avec les faibles performances de 1 % et nous constatons que dans les deux cas, la désactivation de l'Hyper-Threading réduit les performances, bien que l'écart ne soit pas aussi important qu'avec la scie sur les charges de travail de productivité.

Les résultats de la Division 2 sont brutaux. Regardez la baisse des performances sur le 7700K avec Hyper-Threading désactivé. La fréquence d'images moyenne est réduite de 37% et le faible résultat de 1% de 38%, proche de ce que nous avons vu sur WinRAR.

L'impact sur les performances du 8700K à 6 cœurs n'est pas aussi extrême, mais même ainsi, une baisse de 13 % des faibles performances de 1 % ne sera pas appréciée par la plupart des joueurs. Passer à 1440p et maintenant au 8700K, même avec Hyper-Threading désactivé, n'est pas le composant limitant les performances, ce serait le RTX 2080 Ti. Cependant, nous constatons toujours une réduction de 32 % pour le 7700K lorsque nous examinons 1 % de faibles performances.

Une petite remarque. Far Cry New Dawn joue mieux sur le 9700K que sur le 8700K. Le 9700K permet environ 120 ips en moyenne à 1080p. Nous soulevons cela parce que lorsque nous désactivons l'Hyper-Threading, le 8700K correspond au 9700K dans ce test, donc fondamentalement 6 cœurs/6 threads est plus efficace dans ce titre que 6 cœurs avec 12 threads et vous voyez cela un peu avec des jeux lors des tests SMT.

Cela dit, le 7700K avec ses moins de cœurs ne souffre pas du même problème avec l'Hyper-Threading activé, bien qu'il soit encore un peu plus rapide lorsqu'il est désactivé. Donc, au moins pour ce jeu, fonctionner sans Hyper-Threading n'est pas un problème et sera en fait probablement bénéfique, mais pas si vous avez un double cœur.

Passer à 1440p et nous voyons que le nombre de cœurs n'est pas un problème ici, c'est en fait l'Hyper-Threading qui ralentit les 7700K et 8700K.

En continuant, nous avons Hitman 2 et nous voyons ici que la désactivation de l'Hyper-Threading n'a pas d'impact réel pour le 8700K, mais pour le 7700K quadricœur, c'est dévastateur. La fréquence d'images moyenne a chuté de 18 %, mais bien pire, une réduction de près de 30 % pour 1 % de faibles performances. Certes, nous voyons toujours plus de 60 ips à tout moment, mais pour ceux qui recherchent de grandes fréquences d'images, ce type de performances est difficile.

Même à 1440p, le 7700K est durement touché avec l'Hyper-Threading désactivé, car nous constatons toujours une réduction de plus de 25 % pour une faible performance de 1 %.

Ensuite, nous avons Rage 2 où le 8700K n'a vu presque aucune baisse de performances avec l'Hyper-Threading désactivé. Sur le 7700K, la fréquence d'images moyenne est pratiquement inchangée, mais le bas de 1% chute d'une marge significative de 20%.

Une fois que nous avons augmenté la résolution à 1440p dans Rage 2, cela suffit pour supprimer le processeur en tant que composant limitant les performances, du moins lorsque l'on regarde le 7700K sans Hyper-Threading. Ici, la désactivation de l'Hyper-Threading n'a donc aucun impact sur les performances.

Nous avons vu dans le passé à quel point Shadow of the Tomb Raider peut être exigeant et nous en avons un rappel ici. Le 8700K a vu une baisse de performances de 10 à 12 % avec l'Hyper-Threading désactivé, tandis que le 7700K a vu une baisse de 24 %, bien que les faibles marges de 1 % soient similaires à ce que nous avons vu avec le 8700K. Dans les deux cas, la désactivation de SMT a un impact important sur ce titre.

Même à 1440p, l'effet est significatif, du moins pour le 7700K. Le 8700K a encore connu une légère baisse de performances, mais cela n'a rien à voir avec la baisse de 20% subie par le 7700K.

Enfin, nous avons quelques résultats de World War Z en utilisant l'API Vulkan de bas niveau. Ici, le jeu fonctionne très bien avec 4 cœurs, donc aucun processeur ne souffre lorsque l'Hyper-Threading est désactivé. Nous voyons quelque chose de similaire à 1440p car les deux processeurs sont capables d'extraire des performances maximales du RTX 2080 Ti.

Récapitulation

Nous avons maintenant une assez bonne idée de la façon dont les processeurs Intel à 4 et 6 cœurs fonctionnent avec l'Hyper-Threading activé ou désactivé. Pour résumer rapidement les résultats, les performances des applications lourdes de base ont généralement été réduites de 25 à 35 %.

L'impact sur les performances de jeu peut varier considérablement en fonction du jeu et d'autres facteurs tels que la résolution, les paramètres de qualité visuelle et, bien sûr, le GPU associé. Pour les jeux que nous avons testés, avec un processeur Intel à 6 cœurs, vous constaterez un impact minimal sur les performances pour la plupart, bien que 1 % des performances souffrent parfois et sur les jeux à taux de rafraîchissement élevé, vous remarquerez la baisse des performances.

Pour ceux qui ont une partie 8 cœurs/16 threads comme le 9900K, l'impact sur les jeux sera pratiquement inexistant, même si les performances des applications connaîtront toujours une baisse de 25 à 35 % sans SMT. D'autre part, les processeurs bas de gamme qui s'appuient davantage sur Hyper-Threading subiront la perte de performances la plus importante. Même le 7700K quadricœur a souvent subi de fortes baisses de performances dans les tests de jeu, ce qui signifie que la perte d'Hyper-Threading sera encore plus dévastatrice pour ceux qui ont des pièces compatibles SMT double cœur.

Pour l'instant, nous ne pouvons pas dire exactement quel impact les quatre atténuations MDS auront sur les performances (pour les PC Windows), mais nous pouvons anticiper qu'il y aura un certain impact, et nous savons qu'il se fera le plus sentir là où L'Hyper-Threading a le plus grand impact. Phoronix a testé les atténuations sur Linux et les performances atteintes vont de négligeables à massives. Phoronix a également constaté que les systèmes Intel sont désormais environ 16 % plus lents qu'ils ne l'étaient avant les atténuations Spectre, Meltdown, Foreshadow et Zombieload. Pendant ce temps, AMD n'a enregistré qu'une baisse de performances de 3%. Ils soutiennent également que l'impact de l'atténuation est suffisant pour rapprocher le Core i7-8700K du Ryzen 7 2700X et le Core i9-7980XE du Threadripper 2990WX.

À moins qu'Intel ne puisse sortir un lapin d'un chapeau et rendre les atténuations si efficaces que l'Hyper-Threading reste intact, cela pourrait avoir des conséquences désastreuses pour ceux qui utilisent des processeurs Intel doubles et quadricœurs prenant en charge l'Hyper-Threading. Cela inclut les processeurs Core i3 et Core i5 de Clarkdale à Kaby Lake, les Core i7 jusqu'à Kaby Lake, ainsi que les processeurs Kaby Lake et Coffee Lake Pentium.

Pour ceux qui utilisent du matériel plus ancien et n'exécutent aucune tâche critique, jusqu'à ce que les attaques basées sur ces exploits soient clairement définies, la meilleure option de performance sera peut-être de ne pas mettre à jour. Ce n'est pas notre recommandation officielle mais un commentaire en couleur sur ce qui pourrait être un itinéraire alternatif une fois les mises à jour correspondantes publiées.

Cet article a mené à une étude intéressante sur les domaines dans lesquels l'Hyper-Threading fait la plus grande différence et, bien que cela montre le pire scénario dans lequel SMT doit être complètement éliminé, nous avons vu quelques mouvements dans cette direction. Google a désactivé Hyper-Threading dans Chrome OS, la communauté OpenBSD recommande la même chose, tandis qu'Apple a corrigé les systèmes avec des atténuations partielles et a révélé que l'atténuation complète nécessite la désactivation de l'Hyper-Threading. D'autres fournisseurs comme Microsoft n'ont pas encore pris de position définitive.

Raccourcis d'achat :

Crédit image : Masthead Intel CPU par Christian Wiediger, Dark chip par David Latorre