HPC 管理者の皆様、Spectre/Meltdown 軽減ベンチマークの優れた評価がビッグハードウェアを無視していることに不満を感じていませんか？ご安心ください。MIT の優秀な研究者たちがあなたの味方です。
残念ながら、オペレーティング システムかマイクロコードかを問わず、ネットワーク接続、ディスク アクセス、計算ワークロードのすべてが修正によって影響を受ける可能性があることが分かりました。
双子のバグが公開されてから 1 週間以内に、パフォーマンスは誰もが気にするようになりました。投機的実行は、マイクロプロセッサにおける長年のパフォーマンス機能だからです。
Amazonはほぼ即座にパフォーマンスの低下を警告し、業界関係者もすぐに同調しました。Intelは、パフォーマンスへの影響はワークロードによって異なると反論しました。SolarWindsはAWS上で独自のテストを実施し、Netflixは被害を抑制できると予想しました。
しかし、これらのテストはいずれも HPC ワークロードに完全には関連していなかったため、MIT リンカーン研究所の 18 人のメンバーからなるチームが独自に作業を開始しました。
鉄を叩く
メルトダウン、スペクター：インテルCPUの心臓部にあるパスワード盗難バグ
続きを読む
マイクロコードとオペレーティングシステムのパッチを熱心に実装し、マシンがスリープ状態になるのを見てきたHPC管理者にとって、この論文の結論はおそらく驚くべきものではないだろう。「その影響は、合成ワークロードと現実的なワークロードの両方で甚大なものとなる可能性がある」と研究チームは記し、「セキュリティへの懸念がそれほど高くない専用システムであっても、パフォーマンスの低下を避けるのは困難である」と付け加えている。
彼らは、実際のHPC環境、すなわちMITリンカーン校の「Green-500」に認定されたTX-Greenスーパーコンピュータで実験を行いました。テストは、256GBのシステムRAMを搭載したIntel Xeon E5-2683 v3 Haswellサーバーと、Seagate ClusterStor CS9000を搭載した10PBのLustreストレージシステムで実行されました。
彼らは、GRSecurity カーネル拡張機能を有効または無効にした Linux カーネルのコンパイルを 6 つ (GridOS 26 Red Hat 由来のディストリビューションを使用) 使用し、構成の合計数は 10 になりました。テストされた特定の緩和策はPAGE_TABLE_ISOLATION、PAX_MEMORY_UDEREFGRSecurity が有効になっている 、REPTOLINE構成オプション、および「0x3c」BIOS マイクロコード更新を使用した構成です。
コーヒーを飲んで座って、主要なベンチマーク結果の概要をご覧ください。
- ネットワーク接続の確立 –「すべての緩和策を有効にすると、メインラインカーネルはユーザーベースファイアウォールなしで約15%、有効で約21%遅くなります。GRSecurity対応カーネルも、ユーザーベースファイアウォールなしで約15%、有効で約67%遅くなります。」
- ディスクアクセス –「すべての緩和策を有効にすると、メインラインカーネルはローカルディスクで約50%、Lustreで約33%遅くなります。GRSecurityが有効になっているカーネルは、ローカルディスクで90%、Lustreで約33%遅くなります。」
- 計算負荷の高いコード –カーネルの変更は「カーネルサービスへのリクエストが少ないため」ほとんど影響がありませんでした。これは良いニュースです。悪いニュースは？「マイクロコードの更新により、顕著な速度低下が見られました…これらの速度低下は、すべての緩和策を適用したベースラインカーネルではpMatlabで21%、TensorFlowで16%と測定されましたが、マイクロコードのみを適用した場合はそれぞれ19%と15%でした。」
研究者らは、コードの最適化は役に立つが、多くのワークロードが一度限りの計算か、未成熟なプロジェクトをサポートしているため、学術的な HPC 環境ではそれが常に可能であるとは限らないと述べた。
参加チームには、MIT リンカーン研究所の Andrew Prout、William Arcand、David Bestor、Bill Bergeron、Chansup Byun、Vijay Gadepally、Michael Houle、Matthew Hubbell、Michael Jones、Anna Klein、Peter Michaleas、Lauren Milechin、Julie Mullen、Antonio Rosa、Siddharth Samsi、Charles Yee、Albert Reuther、および Jeremy Kepner が含まれていました。®
