В MSVC malloc определяется так (пропуская несущественную часть):

__declspec(restrict) void * __cdecl malloc(_In_ size_t _Size);

Однако operator new определён без __declspec(restrict).
Из-за этого компилятор может произвести оптимизацию в случае использования malloc, но не может с new.
Можно проверить через флаг /Qvec-report:2

Кто знает, почему стандарт не требует возвращать указатель на не перекрывающиеся данные в 'new' в отличии от malloc ?

P.S.
Если вручную определить в своём проекте new, то можем получить существенное ускорение:

__declspec(restrict) void* operator new(size_t n)
{
    return malloc(n);
}