Intel presenta el chip Heracles, que permite realizar cálculos sin necesidad de descifrar los datos

IT之家, 12 de marzo, informa que el medio de tecnología Tom’s Hardware publicó ayer (11 de marzo) un artículo donde se afirma que, en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) celebrada el mes pasado, Intel mostró un chip acelerador de cifrado completamente homomórfico (FHE) llamado “Heracles”.

IT之家 cita el artículo donde se explica que las tecnologías modernas de cifrado normalmente solo pueden proteger datos almacenados o en transmisión. Después de que los datos ingresan en la CPU o la GPU para su procesamiento, deben descifrarse a texto plano, lo que hace que la parte central del cálculo sea extremadamente vulnerable a ataques.

Para cubrir esta brecha de seguridad, Intel lanzó el chip acelerador Heracles, diseñado específicamente para el cifrado completamente homomórfico (FHE). Puede captar directamente datos cifrados y, manteniendo el estado cifrado, completar el cálculo y generar el resultado cifrado, garantizando así la seguridad de los datos a lo largo de todo su ciclo de vida.

El cifrado completamente homomórfico es una forma de cifrado que permite realizar cálculos directamente sobre datos cifrados. Tras descifrar el resultado, este coincide con el resultado de operar directamente sobre los datos originales, y se le conoce como el “Santo Grial” de la criptografía.

Heracles no es un procesador x86 de propósito general; no puede ejecutar un sistema operativo normal, sino que, dadas las complejas necesidades matemáticas del FHE, reconstruye completamente la arquitectura.

En la conferencia ISSCC, Intel reveló que la frecuencia de funcionamiento del chip es de 1.20 GHz. En siete pruebas de cargas de trabajo típicas de FHE, la velocidad de procesamiento alcanza entre 1074 y 5547 veces la de los procesadores Intel Xeon W7-3455 (frecuencia de 2.50 GHz - 4.80 GHz).

Fuente de la imagen: Intel

En términos de arquitectura técnica, Heracles utiliza un motor de cómputo SIMD de 8192 vías, compuesto por una matriz en una cuadrícula de 8×8 formada por 64 pares de mosaicos (Tile-pairs). Cada mosaico integra unidades aritméticas optimizadas específicamente para la suma modular, la resta modular, la multiplicación modular y la Transformada de Transformaciones Aritméticas de Teoría de Números (NTT).

Para respaldar un gran volumen de procesamiento de datos, Intel ha equipado este chip con 48GB de memoria gráfica HBM3; el ancho de banda interno alcanza varios TB/s. Además, el chip incorpora 64MB de memoria temporal (Scratchpad) y un gran conjunto de registros, para asegurar que los datos permanezcan muy cerca del núcleo de cómputo con una latencia extremadamente baja.

Según los parámetros de especificación, el área del chip Heracles es de 197 mm. Está fabricado mediante el avanzado nodo de proceso Intel 3. Su rendimiento máximo al ejecutar operaciones tipo mariposa (Butterfly primitives) puede llegar a 29.5 TOPS, y en operaciones modulares es de 9.8 TOPS.

Debido a los requisitos de disipación de calor derivados de su alta integración y alto rendimiento, el consumo de energía del chip es actualmente de aproximadamente 176W, y utiliza una solución de refrigeración por líquido para la disipación. Heracles se instala actualmente como una tarjeta aceleradora PCIe en servidores estándar, y admite diversas soluciones de cifrado FHE ampliamente utilizadas como BGV, BFV y CKKS.