硅的无声背叛：AMD CPU 存在关键“瞬态调度器”缺陷
Spectre幽灵再现，困扰数十亿处理器核心
AMD 披露了一组新的处理器漏洞，安全研究人员将其比作2018年震惊计算世界的臭名昭著的Spectre和Meltdown漏洞。这些统称为“瞬态调度器攻击”（Transient Scheduler Attacks）的缺陷，几乎影响了自2021年以来出货的所有AMD数据中心处理器以及数百万消费设备，可能危及应用程序、操作系统和虚拟机之间的基本安全边界。
一位因正在与云服务提供商合作而要求匿名的安全研究人员指出：“我们正在谈论数十亿受影响的核心。尤其令人担忧的是，它绕过了Spectre之后实施的许多安全防护措施。”
无形渗透：现代CPU如何泄露秘密
这些漏洞利用了AMD Zen 3和Zen 4架构处理器中微妙的设计决策，其中旨在加速性能的结构无意中创建了时序侧信道，从而泄露敏感数据。
问题的核心是两个架构组件：L1微标签数组（L1 microtag array）和存储队列（store-queue）。这些结构旨在在完整的缓存查找完成之前提前唤醒相关操作，优先考虑速度而非严格隔离。
一家主要威胁情报公司的网络安全分析师解释说：“这个缺陷的精妙之处在于其简洁性。与早期的推测执行攻击不同，这些‘虚假完成’不会触发流水线刷新，不留下任何痕迹，但仍允许攻击者测量时序差异以揭示受保护的数据。”
尽管AMD为这四个CVE（通用漏洞披露，CVE-2024-36348、CVE-2024-36349、CVE-2024-36350和CVE-2024-36357）分配了相对较低的严重性评分（从3.8到5.6，满分10分），但据报道，包括趋势科技（Trend Micro）和CrowdStrike在内的安全公司已将这种组合威胁列为“关键”，尤其是在多个客户共享硬件的云环境中。
虚假的安全感：为何CVSS评分掩盖了实际风险
AMD中等的严重性评级（CVE-2024-36348、CVE-2024-36349、CVE-2024-36350和CVE-2024-36357）在安全专业人士中引发了争议，他们指出这些独立评分未能体现出累积威胁。
该公司辩称，漏洞利用需要本地代码执行，攻击必须重复运行，并且对系统完整性没有直接影响。然而，在现代计算环境——特别是多租户云中——这些前提条件几乎无法提供任何安慰。
一位威胁研究人员表示：“一旦攻击者在共享主机上运行代码，保密性就荡然无存了。TSA-L1可以读取内核数据或来自其他虚拟机的信息，而TSA-SQ可以提取特权存储数据。在当今的云现实中，这是对隔离性的灾难性破坏。”
无形税：安全带来的性能成本
AMD已经发布了微代码更新并提供了缓解策略，但与之前的CPU缺陷一样，这些修复会带来性能损失。主要的缓解措施是在每次上下文切换时执行一个专门的CPU指令——包括在用户模式和内核模式之间、虚拟机之间切换时，或者在某些处理器状态之前。
早期基准测试表明，对于典型工作负载，性能影响范围为2%至6%；在最坏的情况下，对于频繁切换上下文的微服务架构，性能下降可能达到两位数。对于已经面临能源成本上涨和激烈价格竞争压力的云服务提供商来说，这些性能损失的到来尤其具有挑战性。
一家财富500强公司的基础设施架构师感叹道：“每一次补丁周期都在侵蚀我们努力创造的性能空间。最终，客户会察觉到的。”
云服务提供商与无形威胁赛跑
主要的云服务提供商正在通过实时迁移事件悄然实施补丁，在安全需求和其服务等级协议（SLA）中的性能保证之间寻求平衡。
经济学呈现出一个令人不安的等式：是承受性能损失并维持现有价格，还是将增加的成本转嫁给可能不理解这些技术变更必要性的客户？
一位云计算分析师预测：“随着利润空间缩减，你将看到实例小时成本的上涨。这些CPU漏洞的无形税最终会转嫁到消费者身上。”
对于运行自有数据中心的企业，AMD提供了一种分级缓解方法，允许管理员根据其威胁模型平衡安全性和性能。选项从tsa=off（无保护但性能完全）到tsa=full（提供全面保护但性能影响最大）不等。
超越补丁：硅信任的根本性转变
微软和苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的研究人员发现TSA漏洞，揭示了一个令人不安的现实：在Spectre和Meltdown事件发生六年之后，整个行业仍然陷入对基本设计缺陷“打补丁然后祈祷”的应对循环中。
一位计算机体系结构教授解释说：“我们正在目睹的是架构状态和微架构状态之间信任鸿沟的重新出现。每一代CPU都带来新的优化，优先考虑性能，但安全边界却一次又一次地被证明比预期更不牢固。”
用于发现这些缺陷的研究工具——基于模型的关联测试方法——预计将成为芯片验证流程中的标准，从而提高所有处理器架构（不仅仅是x86）的安全门槛。
投资视野：硅安全与市场现实的交汇
对于关注半导体和云计算行业的投资者而言，这些漏洞预示着潜在的市场变化。注重安全性的芯片设计可能会获得竞争优势，而拥有异构硬件集群的云服务提供商则可以利用其多样性，在选择性打补丁的同时保持性能。
市场分析师建议关注以下几个可能带来投资机会的进展：
- 加速采用基于硬件的隔离技术，如AMD的SEV-SNP和英特尔的TDX
- 对安全验证服务和工具的需求增加
- 云服务提供商之间可能因其缓解策略而产生的市场份额变动
- 对具有不同安全与性能权衡的替代架构的兴趣增加
一位科技行业分析师指出：“那些将硅安全转化为竞争优势，而非仅仅视为合规负担的公司，可能会实现显著的差异化。我们可能正在进入一个可证明的安全性与基准性能同样重要的时代。”
投资者应注意，过往业绩不保证未来结果，半导体安全领域的技术转变应与传统市场指标一并考虑。请咨询财务顾问以获取个性化投资建议。
硅的未来之路
随着行业消化这一最新的安全挑战，未来的路线图似乎清晰可见：AMD即将推出的Zen 5架构可能会集成硬件自主保护措施，以消除当前缓解措施带来的性能损失。编译器工具链也将发展，以强化代码抵御这些漏洞，云服务提供商将实施更复杂的资源隔离策略。
目前，各组织必须清点受影响的系统，及时应用补丁，并重新评估其威胁模型——特别是如果它们在多租户环境中运营，因为这些漏洞在这些环境中构成最大风险。
TSA的根本教训，与安全研究人员多年来的警告不谋而合：对性能的追求创造了极其复杂的处理器设计，使得安全边界越来越难以维护。除非芯片供应商从被动打补丁转向设计阶段就实现可证明的安全性，否则计算的基础将继续容易受到这些复杂攻击的威胁。