CPU Bug真能用软件修复？原来CPU还曝过这些大BUG

椛朶朶

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游侠导读

最近，CPU大规模爆出安全漏洞的消息闹得沸沸扬扬，其实，这并不是CPU第一次爆出Bug，业界也并不是第一次处理CPU出现Bug这种问题
那么之前CPU爆出Bug后是如何处理的呢？

正文介绍

最近，CPU大规模爆出安全漏洞的消息闹得人心惶惶
消息显示，英特尔等CPU中存在严重的安全漏洞，这些漏洞会导致内核内存数据泄漏，身份验证、密码之类的数据都有通过漏洞泄漏的可能
其中，英特尔受影响最大，Meltdown这个最严重的漏洞只在英特尔CPU上攻击成功
而ARM和AMD虽然也受Spectre漏洞影响，但程度较轻，AMD几乎免疫



CPU出Bug该怎么修？

这次CPU爆出的大Bug影响深远，各大OS都已经行动起来，推出相应的补丁填补安全漏洞
但是，CPU的Bug真的可以通过软件修补吗？修补后会不会有什么代价？现在有消息显示，英特尔CPU打补丁后性能甚至会下降5%~30%
这性能损失是必须的吗？其实，这并不是CPU第一次爆出Bug，业界也并不是第一次处理CPU出现Bug这种问题
那么之前CPU爆出Bug后是如何处理的呢？我们这就来回顾一下吧

奔腾FDIV Bug

这次的CPU的大Bug主要影响英特尔CPU，所以就先来说说英特尔CPU爆出过的Bug吧
奔腾FDIV Bug是在1994年发现的，它存在于早期的奔腾处理器当中
这个Bug影响的是CPU的浮点单元（FPU），它会导致一些运算出现错误，例如计算除法的时候得到一个错误的结果
根据英特尔的说法，这是一个普通用户极少会遇见的Bug，普通用户甚至每27000年才会遇到一次



奔腾FDIV Bug

尽管如此，奔腾FDIV Bug仍是一个不折不扣的缺陷，而且英特尔对该Bug最初并不重视，只决定为部分已经证明受影响的用户更换CPU
但是，这引起了用户的不满，毕竟相关产品都卖了一年了，影响的范围可不小
在用户以及竞争对手的压力下（IBM等公司也参与了推波助澜），英特尔在1994年的12月宣布召回了受影响的CPU，一些存在缺陷的CPU还被官方做成了钥匙扣

显然，奔腾FDIV Bug并不能通过软件的方法修补，为了解决问题，英特尔召回的成本甚至高达4.75亿美元，结合通货膨胀率，这大致相当于现在的7.88亿美元

奔腾F00F bug

这是一个在1997年发现的CPU Bug，影响了奔腾MMX和奔腾OverDrive处理器等基于P5微架构的CPU
这个Bug会导致电脑出现死机之类的情况，需要重启才能继续使用电脑
这也是一个影响深远的Bug，以至于现在很多硬件设计的缺陷都用F00F来命名



奔腾OverDrive等处理器会遇到这个Bug

英特尔通过更新处理器的步进修复了奔腾F00F bug，B2步进已经解决了相关的问题
不过对于之前出现错误的CPU，也可以通过操作系统的更新来修复，因此这是一个可以通过软件修复的CPU Bug

Broadwell MCE Bug

这是一个出现在英特尔Broadwell也就是第五代酷睿I系列CPU上的问题
不少用户发现，Broadwell处理器时不时会出现蓝屏死机，系统报错是MCE（Machine Check Exception，机器异常检查）
这个问题是有SpeedStep节能技术导致的，关闭了SpeedStep后，问题就不会出现



MCE Bug会导致蓝屏报错

当然，就算可以关闭SpeedStep来避免Bug，用户也不会当是没事发生过，而且某些设备例如笔记本、平板电脑关闭了节能技术的话，会发热、能耗大增，甚至已经影响正常使用了
英特尔通过微码更新来修复了这一问题，只要更新BIOS，Broadwell MCE Bug就能够得到修复，因此这也是一个可以通过软件更新来解决的CPU Bug

这次的CPU大Bug是怎么回事？

英特尔ME漏洞

这是一个前不久被广泛报道的CPU Bug
在2008年后，英特尔在CPU中内置了一个低功耗子系统Management Engine也就是ME
ME可以协助专业人员远程管理计算机，深受企业用户欢迎
不过，这个ME系统却爆出了问题，它原本设计用于远程维护，但由于存在漏洞反倒让黑客有可能通过ME后门进而控制计算机



英特尔2008年后的CPU带有一个“微系统”ME，ME爆出漏洞可致使黑客入侵

英特尔ME漏洞引起来广泛关注，毕竟ME的权限之高令人侧目，而且该漏洞存在了近十年，影响之深、涉及之广自然不言而喻
英特尔很快就公布了相应的修复方法，释放了相应的代码，用户可以通过更新主板BIOS、操作系统和相应的软件、驱动来修复ME相关的漏洞
通过软件就能修复这个CPU漏洞，也算是不幸中的大幸吧

Meltdown和Spectre漏洞

这就是这几天闹得人心惶惶的CPU大Bug
消息显示，以英特尔处理器为代表的现代CPU中，存在可以导致数据泄漏的大漏洞
这两类主要的漏洞被命名为Meltdown（熔断）和Spectre（幽灵），其中Meltdown漏洞会导致某些代码越过权限访问任意内存地址，直击敏感数据，这主要影响英特尔CPU
而Spectre漏洞机理不同，但作用类似，同时几乎影响所有的处理器，英特尔、ARM和AMD均不能幸免
不过和Meltdown漏洞相比，利用Spectre漏洞进行攻击的难度更高，漏洞带来的风险要更低



最近爆出的Meltdown（熔断）和Spectre（幽灵）CPU漏洞，非常严重

该如何修复这次爆出的漏洞，其实业界也有了对策
这次的漏洞无法通过微码修复，需要OS层面的更新，但如果修复Meltdown漏洞的话，则会造成性能损失，英特尔处理器打了PTI补丁后，性能会有5%~30%的降幅，某些特定的应用甚至会下降50%的性能
而AMD则不受Meltdown漏洞影响，如果是修复Spectre漏洞的话，并不会造成性能损失
ARM主要也是受Spectre漏洞影响，少部分受Meltdown漏洞影响，目前Android已经发布了修复补丁，但性能影响还不得而知



AMD受影响较轻，表中一、二是利用Spectre的方法，三是利用Meltdown的方法

毫无疑问，英特尔是这次漏洞的最大受害者，同时受到了Meltdown和Spectre漏洞影响，就算用软件修补了漏洞，性能也会打折
要完美修复这些CPU Bug，还是得靠后续产品来解决问题了

AMD出过的CPU Bug

Phenom TLC Bug

说了这么多和英特尔相关的CPU Bug，再来说说AMD的吧
AMD的第一代Phenom（羿龙）处理器被赋予了迎击Intel酷睿处理器的重任，首次使用了三级缓存的设计，一度让A饭们寄予厚望
然而不幸的是，率先登场的B2步进的Phenom竟然存在TLB的Bug
TLB是用来连接内存和CPU缓存的桥梁，在有Bug的Phenom处理器中，TLB会导致CPU读取页表出现错误，出现死机等情况
出了Bug后，AMD就提供了软件方案来解决问题



AMD通过系统补丁及BIOS的方法避开了这个硬件Bug，但会造成性能下降

AMD发布了一个新BIOS，也为Win系统提供了一个补丁，无论是哪种方法，其作用都是屏蔽某段页表乃至CPU缓存
这当然可以避免Bug的出现，不过也会造成性能降低
可以说，这个软件修复的方案只是权宜之计，其实并不完美
此后AMD推出了B3步进的Phenom处理器，从硬件上修改，才彻底解决了问题，步进改动后的CPU还从9X00改名为9X50，可见此次修补之重要

Ryzen segfault Bug

这是一个存在于AMD锐龙Ryzen处理器当中的Bug
AMD在去年凭借Ryzen处理器一鸣惊人，终于得以重返高性能处理器市场
不过，在B1步进的Ryzen处理器当中，却存在一个Bug，具体情况是在Linux系统下并行编译时会出现segfault错误
Ryzen CPU的一大卖点就是以超高性价比提供强大的多线程能力，但并行编译时却会出错，还是令很多用户感觉掉进坑里的



如果遇到了segfault问题，可以走售后换CPU

AMD解决这个问题的方法是走售后，你可以走RMA售后流程，申请更换全新的已经修复了问题的Ryzen处理器，软件更新并不能彻底解决问题

总结

上文提到的是一些影响比较大的CPU出Bug事件，别看CPU正常使用基本不会坏，实际上CPU出Bug是很正常的事情，厂商们之所以为CPU更新步进，很大程度上也是为了修复Bug
只不过大部分的CPU Bug对日常使用影响都比较轻微，大家未曾察觉罢了

CPU出Bug是很常见的，遇到严重的Bug，关键还是看厂商如何解决
如果能用软件把坑填上，那自然最好不过
而遇到一些软件也难以修复的坑，最后还是需要走售后退换
作为普通消费者，要时刻保持软件更新，并留意厂商的公告，这样才能把CPU Bug的负面影响降到最低

mayuka

CPU还是得用的〜

xialei_026

最新的酷睿I5系列也存在BUG？一直以来都很少听说这事。

木棒·哥布林

好复杂，看不懂啊。