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Voici combien les patchs Meltdown et Spectre ralentissent les vieux PC
On sait déjà que les patchs livrés pour corriger les failles Meltdown et Spectre identifiées dans les CPU affectent la performance des matériels récents. Microsoft et Intel estiment aussi que l'impact de ces correctifs sur des matériels plus anciens est sans doute beaucoup plus important. C'est ce que nos confrères de PC World ont évalué, et leurs conclusions sont pour le moins déroutantes.
Constatant que la plupart des vendeurs de cartes mères n’offraient plus de support aux matériels dépassant la 6e génération (Skylake), nos confrères de PC World ont cherché pour leurs tests le plus ancien matériel pour lequel ils pourraient trouver un firmware et une mise à jour logicielle. Finalement, leur choix s’est porté sur un ordinateur portable Broadwell de 5e génération.
Protocoles du test
Équipé d’un processeur Intel Core i5-5200U de 5e génération, de 4 Go de mémoire LPDDR3 et d’un SSD SATA Samsung PM851 de 128 Go, l’ordinateur portable Dell XPS 13 9343 avait eu beaucoup de succès au moment de sa sortie, en partie grâce à sa lunette « InfinityEdge ». Pour leurs tests, nos confrères ont commencé par mettre à jour le XPS 13 en Windows 10 Home Fall Creators Update avant d’installer le dernier BIOS et les pilotes adéquates. Même si Intel a demandé aux fournisseurs de ne plus déployer de correctifs pour les machines Broadwell et Haswell à cause des multiples redémarrages spontanés, après plusieurs jours de tests, le XPS 13 s’est avéré assez stable, sans plantages immodérés. Mais, pour ce qui des performances, l’histoire est différente.
Dans un test précédent, nos confrères avaient déjà essayé d’évaluer l’impact des correctifs Meltdown/Spectre sur les performances d’un Surface Book avant et après publication de la mise à jour firmware par Microsoft. Mais ils n’avaient pu mesurer que le sous-système de stockage. Pour leur test Broadwell, ils ont utilisé l’outil InSpectre de Steve Gibson, qui permet de savoir si le correctif a été bien appliqué pour protéger le CPU contre d’éventuels exploits. Mais l’outil permet aussi de désactiver la protection. Juste pour s'assurer que l’outil InSpectre fonctionnait, nos confrères ont également lancé SpecuCheck d'Alex Ionescu, un utilitaire qui fournit plus de détails sur l'état du patch, mais ne permet pas de le désactiver manuellement. Bien sûr, la vérification ultime consistait à voir les résultats dans les benchmarks avant et après activation. Et le fait d’activer ou de réactiver la protection modifie les résultats.
La (presque) bonne nouvelle
Nous savions déjà, grâce aux tests effectués par TechSpot et par d'autres sites de hardware, que l'impact sur un grand nombre de tâches sollicitant beaucoup le CPU pouvait être négligeable, ce qu’ont pu vérifier nos confrères dans la plupart de leurs tests. Un premier test a été réalisé avec Cinebench R15.038, un moteur de rendu 3D basé sur le CPU. Dans la plupart des cas, la différence d’à peine 2% se situe dans la marge d'erreur.
L’impact des correctifs Spectre et Meltdown est minime dans les tests réalisés avec le moteur de rendu Cinebench R15 (Crédit : IDG)
Un second test réalisé avec l’outil de cryptage AES par défaut de VeraCrypt, connu pour être assez gourmand en ressources CPU, a donné des résultats équivalents.
L’impact apparaît comme quasi nul avec l’outil de chiffrement par défaut de VeraCrypt (Crédit : IDG)
Un troisième test avec l’outil intégré WinRAR 5.40 montre également que l’impact des correctifs Spectre et Meltdown est négligeable.
Un test avec WinRaR montre aussi peu d'impact sur le CPU (Crédit : IDG)
Un quatrième test avec l’outil de compression intégré 7-Zip indique un impact de 4%. Nos confrères précisent qu’ils ont retenu la valeur la plus élevée de plusieurs tests successifs.
Très légère inflexion des performances avec 7-Zip. (Crédit : IDG)
Enfin, un dernier test avec Handbrake 0.9.9, l’outil d’encodage de fichiers 4K avec un profil standard montre une différence peu significative avant et après application des correctifs.
Toujours peu de différences avant et après avec Handbrake 0.9.9 (Crédit : IDG)
La (vraie) mauvaise nouvelle
Nos confrères n’ont pas jugé utile de montrer les résultats de quatre autres tests peu significatifs, pour aller plus rapidement aux choses qui fâchent. En effet, les tests de CPU « purs » donnent des résultats beaucoup moins insignifiants. Si certains tests dépendent des performances de la mémoire, les bons benchmarks CPU sont conçus pour apprécier les performances au niveau du cœur lui-même.
Dans le genre, le puissant benchmark SYSMark 2014 SE de BAPCo ne peut laisser de place au doute. Il teste la performance d’une douzaine d'applications comme Photoshop, Excel, PowerPoint et Word. Il teste la performance globale de la machine en multitâche et la façon dont elle répond aux commandes. L’usage de ce benchmark est parfois critiqué, mais il n’existe pas vraiment d’équivalent pour mesurer avec précision l'usage en situation réelle. Le résultat global du test sur le Core i5 de 5e génération d’Intel a le mérite de montrer exactement les situations où l’impact des correctifs Meltdown et Spectre est le plus néfaste. SYSMark 2014 SE montre ainsi que la baisse de performance globale est de 12%. C’est un déficit important, mais pas si dramatique que cela.
Le benchmark SYSMark 2014 SE est sans doute actuellement le test le plus complet pour évaluer la performance d’une machine (Crédit : IDG)
Un examen plus précis des résultats permet de mieux apprécier les variations d'un test à l'autre. Par exemple, le test sur les données et l'analyse financière concerne davantage la performance des prévisions de ventes, de la création graphique et d'autres tâches liées à l'Excel. On peut voir ici que l’impact des correctifs Spectre et Meltdown est de 3%.
Pour les tâches d'analyse de données, SYSMark 2014 SE montre une dégradation des performances de 3%. (Crédit : IDG)
Mais, là où les performances commencent vraiment à plonger, c'est dans la création de médias. Le test Media Creation de SYSMark 2014 SE indique une baisse de performance de plus de 10%. Pour ce test, BAPCo donne l’indication suivante : « Créez une image panoramique à l'aide d'une application de retouche d'image, combinez un ensemble de photos en une seule image HDR (High Dynamic Range) et ajustez et préparez les deux images pour l'impression. Transcodez la vidéo dans un format adapté à la publication Web à l'aide d'une application de montage vidéo. Ajouter des caractéristiques visuelles à un modèle architectural existant et faites un rendu des vues en mode « croquis » à l'aide d'une application de modélisation 2D ».
Avec le test Media Creation de SYSMark 2014 SE, la chute de performance dépasse 10% (Crédit : IDG)
Les performances se dégradent encore avec le test Office Productivity, que l’éditeur présente ainsi : « Lisez et manipulez des notes sur un ordinateur portable. Parcourez plusieurs sites Web, dont un blog, un site de vente en ligne, un site wiki et un réseau social. Regroupez des fichiers de divers formats dans un seul fichier crypté. Convertissez un document PDF en un document de traitement de texte éditable. Exécutez et fusionnez plusieurs messages mails. Visionnez une présentation complexe comprenant des éléments multimédias et exportez-la au format PDF. Combinez plusieurs pages numérisées à partir d'un document complexe dans un document PDF crypté en utilisant la reconnaissance optique de caractères (OCR). Lisez, créez et recherchez des courriels. Créez et exécutez une règle sur la boîte de réception des e-mails. Utilisez un tableur pour analyser les données ». D’après ce test, l’impact sur la performance atteint presque 12%.
Des nouvelles encore plus mauvaises
Mais, les mauvaises nouvelles ne s’arrêtent pas là. En plus de tester les performances générales, SYSMark 2014 SE inclut un module qui mesure la réactivité du système, autrement dit le temps qu’il faut au PC pour répondre à certaines tâches. Voici ce que préconise BAPCo pour ce test : « Lancez plusieurs applications de création et de productivité. Parcourez un grand nombre de sites Web. Importez des photos dans un catalogue. Exportez un grand nombre de photos depuis un catalogue. Décompressez les fichiers d'une archive cryptés et non cryptés. Copiez un grand nombre de fichiers en arrière-plan. Sauvegardez les documents de présentation. Installez et désinstallez des applications en arrière-plan. Passez d'un onglet de navigateur à un autre. Enregistrez plusieurs documents de différents formats dans le système de fichiers. Passez d'une application à l'autre ». Les tests réalisés par Intel indiquent une baisse de performance de 14% sur des ordinateurs portables de 7e et 8e génération et une chute de 21 % sur une machine Skylake de 6e génération. D'après les tests de nos confrères, la performance de la machine Broadwell de 5e génération subit une baisse encore plus importante de 23%.
Les performances de la puce Core i5 de 5e génération d’Intel après application des correctifs Spectre et Meltdown chutent de 23 % (Crédit : IDG)
Pour mesurer les performances et la réactivité, SYSMark 2014 SE teste les applications en situation réelle. Cependant, pour permettre à tous de mieux comprendre l’impact des correctifs Spectre et Meltdown sur la performance des machines et voir plus précisément à quel moment ont lieu ces chutes de performance, nos confrères ont répété cent fois une seule et même tâche : la décompression d’un fichier unique. À chaque fois, sur chaque machine test, ils ont copié le fichier CinebenchR15.038 et ils l’ont décompressé en utilisant l'interface Windows 10 File Explorer. Le fichier Zip d’origine pèse 82 Mo et inclut 2.516 fichiers répartis dans 129 dossiers. Après décompression, le fichier pèse 199 Mo. Nos confrères reconnaissent qu’ils ne sont pas des inconditionnels des tests basés sur le chronomètre, mais dans ce cas, ils ont simplement décompressé le fichier à plusieurs reprises dans des dossiers uniques et ils ont mesuré à chaque fois le temps que prenait l’opération. Ils ont réalisé le même test avant et après activation des correctifs Spectre et Meltdown. Comme on peut le voir, les résultats sont assez déconcertants, puisque l’on passe de 24 secondes pour décompresser un fichier à près de 31 secondes, soit un différentiel de près de 28% avant et après activation des correctifs Spectre et Meltdown.
Légende : L’application des correctifs augmente le temps de décompression des archives Zip. (Crédit : IDG)
Bien sûr, certains diront que six secondes, ce n’est pas grand-chose. Mais si l’on extrapole cette tâche de 30 secondes à une tâche de 10 minutes, l’impact passe à plusieurs minutes. La plupart des chutes de performance semblent imputables aux tâches liées au stockage, ce qu’ont déjà montré les tests réalisés par nos confrères avec le Surface Book et les tests réalisés par Techspot. Voici, par exemple, l’impact sur la performance de la puce Core i5 de 5e génération d’après le test en QD 32 sur un seul thread réalisé avec l’outil Crystal Disk Mark 6. « Ça fait mal », ont-ils déclaré.
La plupart des baisses de performance liées à l’application des correctifs Meltdown et Spectre se manifestent au moment des opérations de disque I/O sur des fichiers de petite taille (Crédit : IDG)
Le test de stockage I/O réalisé avec l’outil SiSoft Sandra montre également des baisses de performance significatives pour l'accès aux petits fichiers quand les correctifs ont été appliqués.
SiSoft Sandra 2017 montre que l’impact est équivalent sur la lecture 4K. (Crédit : IDG)
Conclusion
Les résultats présentés ici viennent renforcer les résultats d’autres tests récents. De façon générale, la plupart du temps, l’utilisateur moyen aura du mal à percevoir l’impact de performance sur ses tâches courantes. C’est un soulagement. Mais parfois, les baisses pourront devenir plus ou très sensibles, notamment quand l’impact augmente les temps d’attente de 25% pour les tâches intensives en I/O, comme la décompression de fichier, ce qui avait été indiqué par Intel en environnement SPDK iSCSI dernièrement. Parfois, l’attente durera quelques secondes, parfois elle sera plus longue que la fois précédente. Tout dépend de ce que l’on fait. Et si l’on regarde le bon côté des choses, la machine des utilisateurs qui reçoivent ces mises à jour de sécurité est protégée. Ce gain de sécurité vaut bien quelques concessions sur la performance. Beaucoup d’anciens matériels ne bénéficient plus de support, et la seule solution pour leurs propriétaires est d'acheter une nouvelle machine. C’est probablement comme cela que se résumera l'histoire des correctifs Meltdown et Spectre pour ces machines anciennes.
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