Intel po raz pierwszy pokazała chip do całkowitego homomorficznego szyfrowania (Fully Homomorphic Encryption, FHE), który radzi sobie z zadaniami 5000 razy szybciej niż klasyczne procesory serwerowe. To akcelerator Heracles, stworzony na zlecenie wojska USA, aby przeciwdziałać atakom ze strony komputerów kwantowych. Heracles przyspiesza przetwarzanie całkowicie zaszyfrowanych informacji bez jakiegokolwiek dekodowania, zachowując poufność na każdym etapie.
Całkowite homomorficzne szyfrowanie (Fully Homomorphic Encryption, FHE) jest obiecującą technologią kryptograficzną, która pozwala na przeprowadzanie dowolnych obliczeń na zaszyfrowanych danych bez konieczności ich deszyfrowania. Rozwiązuje to fundamentalny problem zaufania do usług chmurowych i systemów AI: dane pozostają całkowicie zamknięte dla platform, nawet w trakcie przetwarzania. Jednak główną przeszkodą w praktycznym zastosowaniu FHE jest niezwykle niska wydajność zwykłych procesorów i kart graficznych.
Bardziej szczegółowe informacje o 'zagadkowej' matematyce całkowitego homomorficznego szyfrowania można znaleźć w artykule 'Całkowita homomorficzność — i żadnego zaufania!' z naszego archiwum. Nie wdając się w szczegóły, warto zauważyć, że na zwykłych CPU i GPU takie operacje mogą być tysiące–dziesiąt tysięcy razy wolniejsze niż praca z otwartymi danymi. Dlatego czołowe firmy i startupy intensywnie opracowują wyspecjalizowane akceleratory dla FHE. Jak to bywa, anonimowość zawsze będzie pożądana.
Chip, którego nazwa brzmi 'Heracles', firma Intel zaczęła projektować pięć lat temu. Przed konferencją ISSCC w zeszłym miesiącu niewiele na jego temat wiedziano. Teraz Intel jest gotowa stopniowo dzielić się informacjami na jego temat, ponieważ konkurencja nie śpi i ważne jest, aby pozostawać w świadomości. Według przedstawicieli firmy, Heracles przyspiesza obliczenia FHE do 5000 razy w porównaniu z najlepszymi serwerowymi procesorami Intel Xeon (na przykład 24-rdzeniowym Sapphire Rapids).
Chip został wyprodukowany w najnowocześniejszej technologii 3-nm FinFET firmy, ma powierzchnię około 20 razy większą niż konkurencyjne rozwiązania w dziedzinie FHE (ponad 200 mm² w porównaniu do około 10 mm² u rywali) i współpracuje ściśle z dwoma modułami HBM po 24 GB każdy. Chip i pamięć są schowane pod wspólnym blokiem wodnym i chłodzone cieczą chłodzącą. Ogólnie wykonanie przypomina topowy GPU, ale ma inne zadania.
Architektura «Herkulesa» stanowi strukturę kompozytową, łącząc pary płytek obliczeniowych szyną o przepustowości 9,6 TB/s. Zewnętrzna pamięć HBM o łącznej pojemności 48 GB jest buforowana wspólną dla wszystkich par płytek pamięcią cache o pojemności 64 MB. Kanał dostępu do pamięci zewnętrznej zapewnia 819 GB/s. Takie parametry nawet nie marzyły najbardziej wydajne dzisiejsze akceleratory graficzne.
Firma twierdzi, że Heracles to pierwszy chip FHE działający «w skali». Innymi słowy, to nie demonstracja laboratoryjna, lecz rozwiązanie zdolne do wykonywania rzeczywistych zadań o dużej skali. W trakcie demonstracji na ISSCC chip przetworzył anonimowe zapytanie do zaszyfrowanej bazy danych wyborców (funkcja weryfikacji rejestracji głosów) w czasie 14 µs zamiast 15 ms na Xeonie — różnica, która przy sprawdzaniu 100 mln kart wyborczych skraca się z 17 dni do 23 minut.
Publiczne przedstawienie «Herkulesa» można uznać za ważny krok w wyścigu o komercjalizację sprzętowych platform FHE. Startupy Duality Technologies, Optalysys, Niobium Microsystems i inne również aktywnie promują swoje rozwiązania, ale Intel liczy na własne wiodące pozycje w branży, które będą wspierać obiecujące opracowanie. Jeśli technologia zyska szerokie zastosowanie, radykalnie zmieni podejście do prywatności w obliczeniach w chmurze, analizie danych, uczeniu maszynowym i wielu innych dziedzinach, w których obecnie trzeba poświęcać poufność na rzecz szybkości przetwarzania.
Źródło:
Źródło: 3dnews.ru
