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Skylake und Kaby Lake: "Alptraum-Bug" in Intel-CPUs

27.06.2017

Prozessoren der Intel-Generationen Kaby Lake und Skylake (X) verursachen unter Umständen Probleme beim Hyperthreading. Das Debian-Projekt beschreibt die Fehler als "Alptraum". Betroffen sind neben Linux auch Windows und vielleicht einige Macbook Pro.

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"Skylake- und Kaby-Lake-Prozessoren könnten in einigen Situationen gefährliches Fehlverhalten aufweisen, wenn Hyper-Threading aktiviert ist", schreibt der Entwickler Henrique de Moraes Holschuh in einer E-Mail an die Entwicklerliste des Debian-Projekts, die er explizit als Warnung markierte. Die CPU-Fehler beschränken sich allerdings nicht auf Debian oder Linux, sondern könnten auch unter Windows oder vielleicht sogar auf Macs auftreten.

Laut dem Debian-Projekt verursacht der Fehler potenziell "ein unvorhersehbares Systemverhalten". Das betrifft Anwendungen des Systems und kann zu Datenveränderungen oder gar Datenverlust führen. Da der Fehler einige Nutzer von Debian Stable alias Stretch betrifft, wurde die Warnung nun veröffentlicht.

Entwickler Holschuh fordert Nutzer der genannten CPU-Generationen von Intel auf, den Fehler zu behandeln, da sich die potenziell betroffene Software nur sehr schwer erkennen lasse und mögliche Probleme unvorhersehbar seien. Die einfachste Möglichkeit ist ein Microcode-Update der CPU oder der Verzicht auf Hyperthreading. In dem Changelog des Microcode-Pakets von Debian vermerkt der Maintainer, dass dieses einen "Alptraum"-Fehler behebe.

Kaum Informationen von Intel

Ein Ocaml-Entwickler habe den CPU-Fehler entdeckt und das Debian-Team darauf hingewiesen. Demnach löse ihn untere anderem der Ocaml-Compiler aus. Schuld sei eine bestimmte Sequenz in GCC-generiertem Code, dessen Muster der Compiler aber nur selten und nur unter bestimmten Umständen erzeugt.

Berichte über entsprechende Fehler reichen wohl zurück bis in das zweite Quartal 2016, das Ocaml-Team untersucht diese Fehler aktiv seit Januar 2017. Als Fehlerursache machte es die Skylake-Plattform mit aktiviertem Hyperthreading aus. Das Team habe daraufhin Intel kontaktiert, jedoch keinerlei Rückmeldung erhalten. Stattdessen hat Intel den CPU-Bug offenbar ohne große Ankündigung gefunden und behoben. In den System-Errata SKZ7, SKW144, SKL150, SKX150, SKZ7, KBL095, KBW095 schreibt Intel nur sehr kurz: "Kurze Schleifen, die AH-, BH-, CH-, DH-Register verwenden, können unvorhersehbares Systemverhalten verursachen", sofern Hyperthreading aktiviert sei.

Intel stellt für Linux-Nutzer entsprechende Microcode-Updates (Version 3.20170511.1) bereit, die Distributionen wie Debian oder Open Suse bereits als Pakete zur Verfügung stellen. Für Ubuntu gibt es einen Bugreport, der ein Update fordert. Laut Debian ist der Microcode bisher aber nur für CPUs mit der internen Bezeichnung Family 6 Model 78 Stepping 3 sowie Family 6 Model 94 Stepping 3 verfügbar.

Die Bezeichnung lässt sich unter Linux via "/proc/cpuinfo" auslesen. Betroffen sind demnach verschiedene Ultrabook- und Desktopvarianten der Skylake-CPUs, darunter auch die Topmodelle i7-6600U und i7-6700K. Für andere Skylake-Modelle gilt das Microcode-Update offenbar nicht. Die Debian-Entwickler empfehlen hier das Abschalten des Hyperthreading und empfehlen zudem, die Mainboardhersteller mit der Bitte um ein Firmware-Update zu kontaktieren.

Der letztgenannte Schritt ist derzeit wohl auch die einzige Möglichkeit, den Fehler auf Kaby-Lake-Systemen zu vermeiden. Denn die entsprechenden Microcode-Updates wurden bisher ausschließlich für die Systemhersteller bereitgestellt, so dass nur ein UEFI-Update den Fehler behebt. Das Debian-Team schreibt dazu an seine Nutzer: "Wenn Sie Glück haben, könnte ein solches UEFI-Update bereits vorhanden sein oder sich in der Beta-Prüfung befinden".

UEFI-Updates für Windows und Mac einzige Lösung

Für Windows-Nutzer sind UEFI-Updates üblicherweise die einzige Möglichkeit, den Microcode für die CPU zu aktualisieren. Einige ausgewählte Geräte erhalten diese aber auch über das Windows-Update. Für Skylake-Chips mit den Signaturen 0x406e3 und 0x506e3 behebt die Microcode-Version 0xb9/0xba oder neuer den Fehler. Zu Skylake-CPUs mit der Signatur 0x50654 gibt es laut Debian keine Informationen.

Kaby-Lake-CPUs mit den Signaturen 0x806e9, 0x906e9 und Microcode-Version 0x48 betrifft der Fehler ebenfalls. Ihn beheben womöglich die Microcode-Versionen 0x5d/0x5e oder neuer, was das Debian-Team derzeit aber noch nicht unabhängig verifizieren könne. Windows-Nutzer erhalten die notwendigen Informationen unter anderem über Werkzeuge wie HW-Info.

Auch einige Macbook Pro von Apple aus dem Jahr 2016 mit den Quad-Core-CPUs i7-6700HQ und i7-6820HQ betrifft der Fehler, möglicherweise auch einige weitere Geräte von Apple mit Skylake- und Kaby-Lake-Chips. So nutzt etwa auch der iMac Retina 5K die betroffene CPU i7-6700K. Zwar erstellt Apple entsprechende EFI-Updates und stellt diese zum Download bereit, für die Macbook Pro ist dies aber noch nicht passiert.

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