Intel menampilkan chip Heracles, memungkinkan data dihitung tanpa perlu didekripsi

IT之家 12 Maret melaporkan bahwa media teknologi Tom’s Hardware kemarin (11 Maret) menerbitkan sebuah artikel blog yang menyebutkan bahwa pada konferensi internasional Solid-State Circuit Conference (ISSCC) yang diadakan bulan lalu, Intel menampilkan sebuah chip akselerator Fully Homomorphic Encryption (FHE) bernama “Heracles”.

IT之家 mengutip pengantar blog tersebut: teknik kriptografi modern umumnya hanya dapat melindungi data saat disimpan atau ditransmisikan. Setelah data masuk ke CPU atau GPU untuk diproses, data harus didekripsi menjadi teks asli, yang membuat tahapan komputasi inti menjadi sangat rentan terhadap serangan.

Untuk menutup celah keamanan ini, Intel meluncurkan chip akselerator Heracles, yang dirancang khusus untuk Fully Homomorphic Encryption (FHE). Chip ini dapat langsung mengambil data terenkripsi, menyelesaikan komputasi dengan mempertahankan status terenkripsi, dan kemudian mengeluarkan hasil dalam bentuk terenkripsi, sehingga memastikan keamanan seluruh siklus hidup data.

Fully Homomorphic Encryption adalah salah satu bentuk enkripsi yang memungkinkan komputasi langsung dilakukan pada data yang terenkripsi. Setelah hasil perhitungan didekripsi, hasilnya akan sama dengan hasil yang diperoleh saat melakukan operasi langsung pada data asli, sehingga dikenal sebagai “Holy Grail” dalam dunia enkripsi.

Heracles bukanlah prosesor x86 serbaguna, tidak dapat menjalankan sistem operasi biasa, melainkan sepenuhnya melakukan rekonstruksi arsitektur untuk memenuhi kebutuhan matematika yang kompleks dari FHE.

Di konferensi ISSCC, Intel mengungkapkan bahwa frekuensi kerja chip ini adalah 1.20 GHz. Pada tujuh pengujian beban kerja FHE yang tipikal, kecepatan pemrosesan mencapai 1074 kali hingga 5547 kali dibanding Intel Xeon W7-3455 (frekuensi kerja 2.50 GHz - 4.80 GHz).

Sumber gambar di atas: Intel

Dari sisi arsitektur teknis, Heracles menggunakan mesin komputasi SIMD 8192 jalur, yang terdiri dari susunan kisi 8×8 yang dibentuk oleh 64 pasang tile (Tile-pairs). Setiap tile mengintegrasikan unit aritmetika yang dioptimalkan khusus untuk operasi penjumlahan modulo, pengurangan modulo, perkalian modulo, serta transformasi teori bilangan (NTT).

Untuk mendukung throughput data dalam jumlah besar, Intel melengkapi chip ini dengan memori video HBM3 berkapasitas 48GB. Lebar pita internalnya mencapai beberapa TB/s. Selain itu, chip ini juga memiliki memori sementara 64MB (Scratchpad) dan tumpukan register berukuran besar, guna memastikan data dapat berada sangat dekat dengan inti komputasi dengan latensi yang sangat rendah.

Dari parameter spesifikasi, luas chip Heracles adalah 197 mm, menggunakan node proses Intel 3 yang canggih untuk manufakturnya. Kinerja puncaknya saat menjalankan operasi Butterfly primitives dapat mencapai 29.5 TOPS, sedangkan untuk operasi modulo adalah 9.8 TOPS.

Karena kebutuhan pendinginan yang ditimbulkan oleh tingkat integrasi yang tinggi dan performa yang tinggi, konsumsi daya chip ini saat ini sekitar 176W, dan menggunakan solusi pendingin liquid untuk dissipasi panas. Heracles saat ini dipasang dalam bentuk kartu akselerator PCIe pada server standar, serta mendukung berbagai skema enkripsi FHE mainstream seperti BGV, BFV, dan CKKS.