品川 高廣

セキュリティ対策による性能低下は、Meltdown 対策の KPTI で recv() が最大63%、Spectre v2 対策の Retpoline でpoll() が最大89%、SLAB freelist dandomization で epoll() が最大41%、usercopy の強化で select() が最大18%。

新機能による性能低下は、fault around（page fault 発生時に周辺ページもついでにマップする）で page fault が最大54%、cgroup で munmap が最大81%、transparent huge table デフォルト無効化で read() が最大83%、userspace page fault handling でfork()が4%。

設定ミスによる性能低下は、forced context tracking（reduced scheduling-clock ticks 開発のためのデバック機能）無効化し忘れで最大100%、TLB layout change で munmap() が最大50%。CPU idle power-state support はHaswell上の select() で31%の性能向上があるが、LTS に backport されていない。

上記の11個の要因中8つはカーネルの reconfiguration で、残り3つは簡単なパッチで回避可能。その結果、Redis, Apache, Nginx benchmark の性能がそれぞれ 56%, 33%, 34% まで改善した。

パッチ1: Spectre 対策の retpoline は indirect jump を予測不能にするので、indirect jump をよく使う select や poll が著しく性能低下する。対策は、セキュリティに問題のない if文＋ direct jump への置き換え。