Intel за първи път представи чип за напълно хомоморфно криптиране (Fully Homomorphic Encryption, FHE), който се справя с задачите 5000 пъти по-бързо от класическите сървърни процесори. Това е чипът Heracles, създаден по поръчка на американските военни за противодействие на хакерски атаки от страна на квантови компютри. Той ускорява обработката на напълно криптирана информация без възможност за никакво декриптиране, запазвайки конфиденциалността на всички етапи.

Напълно хомоморфното криптиране е перспективна криптографска технология, която позволява да се извършват произволни изчисления върху криптирани данни, без да е необходимо да се декриптират.

Това решава фундаменталния проблем с доверието в облачните услуги и AI системите: данните остават напълно скрити за платформите дори по време на обработката. Основната пречка за практическото приложение на FHE обаче остава изключително ниската производителност на обикновените процесори и видеокарти. Без да навлизаме в подробности, ще отбележим, че на обикновените CPU и GPU такива операции могат да бъдат десетки хиляди пъти по-бавни от работата с отворени данни. Именно затова водещите компании и стартиращи фирми активно разработват специализирани ускорители за FHE. Каквото и да правим, анонимността винаги ще бъде търсена.

Чипът Heracle е разработен от Intel преди пет години. До конференцията ISSCC миналия месец за него се знаеше малко. Сега Intel е готова да споделя информация за него, тъй като конкурентите не спят и е важно да се поддържа интересът към продукта. Според представители на компанията, Heracles ускорява FHE изчисленията до 5000 пъти в сравнение с най-добрите сървърни процесори Intel Xeon (например, 24-ядрения Sapphire Rapids).

Чипът е произведен по най-модерния 3 nm FinFET технологичен процес на компанията, има площ, която е приблизително 20 пъти по-голяма от конкурентните разработки в областта на FHE (повече от 200 mm² вместо приблизително 10 mm² при конкурентите) и работи в тясно сътрудничество с два HBM модула по 24GB всеки. Чипът и паметта са скрити под общ воден блок и се охлаждат с течен хладилен агент. Като цяло изпълнението напомня на флагманска видеокарта, но решава други задачи.

Архитектурата на Heracles представлява клетъчна структура, свързваща двойки изчислителни плочки с шина с пропускателна способност 9,6 TB/s. Външната памет HBM с общ капацитет 48GB се буферира с обща за всички двойки плочки кеш памет с капацитет 64MB. Каналът за достъп до външната памет осигурява 819 GB/s. Подобни характеристики дори не са сънувани от най-мощните графични ускорители днес.

Компанията твърди, че Heracles е първият FHE чип, който работи „в мащаб“.

С други думи, това не е лабораторна демонстрация, а решение, способно да изпълнява реални задачи в голям мащаб. В жива демонстрация на ISSCC чипът обработи анонимно запитване към криптирана база данни на избиратели (функция за проверка на регистрацията на гласа) за 14 микросекунди вместо 15 милисекунди при Xeon — разлика, която при 100 милиона проверки се намалява от 17 дни до 23 минути.

Публичното представяне на Heracles може да се разглежда като важна стъпка в надпреварата за комерсиализация на хардуерните FHE платформи. Стартъпите Duality Technologies, Optalysys, Niobium Microsystems и други също активно промотират своите решения, но Intel разчита на собствените си лидерски позиции в индустрията, които ще подкрепят перспективното развитие. Ако технологията получи широко разпространение, това ще промени радикално подхода към поверителността в облачните изчисления, анализа на данни, машинно обучение и много други области, където в момента се налага да се жертва поверителността в името на скоростта на обработка.