А что дальше происходит с данными в первом и втором вариантах?

Я подозреваю, что часть исходной строки просто переносится в выход каким-то образом в первом, а во втором варианте выход создаётся "из чистого воздуха", приводя новой работе CPU по созданию и убиранию данных.

Причина загвоздки как раз в разнице в оставшейся части программы.