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Intel ha presentato Heracles, un innovativo acceleratore per la crittografia omomorfica completa (FHE), in grado di eseguire calcoli su dati completamente criptati fino a 5000 volte più velocemente rispetto ai tradizionali processori server. Questo chip è stato sviluppato su commissione dei militari statunitensi, con l'obiettivo di proteggere le informazioni sensibili dalle minacce poste dai computer quantistici.
La crittografia omomorfica completa (FHE) è una tecnologia crittografica avanzata che consente di effettuare calcoli su dati criptati senza la necessità di decriptarli. Questo approccio risolve un problema fondamentale legato alla fiducia nei servizi cloud e nei sistemi di intelligenza artificiale, in quanto i dati rimangono completamente protetti anche durante l'elaborazione. La sfida principale per l'adozione diffusa della FHE è sempre stata la bassa velocità di elaborazione sui processori e sulle GPU convenzionali.
Infatti, le operazioni di crittografia omomorfica possono essere migliaia di volte più lente rispetto all'elaborazione di dati non crittografati su CPU e GPU standard. Per questo motivo, aziende e startup stanno investendo nello sviluppo di acceleratori specializzati per la FHE, poiché la necessità di anonimato e sicurezza dei dati è in costante crescita.
Lo sviluppo del chip Heracles è iniziato in Intel cinque anni fa. Fino alla conferenza ISSCC del mese scorso, le informazioni su questo progetto erano limitate. Ora, Intel ha deciso di condividere maggiori dettagli, consapevole della crescente competizione nel settore. Secondo i rappresentanti dell'azienda, Heracles accelera i calcoli FHE fino a 5000 volte rispetto ai migliori processori server Intel Xeon, come il modello Sapphire Rapids a 24 core.
Il chip è realizzato con un processo FinFET a 3nm, una tecnologia all'avanguardia. La sua superficie è circa 20 volte maggiore rispetto alle soluzioni concorrenti nel campo della FHE (oltre 200 mm² contro i circa 10 mm² della concorrenza) e opera in stretta sinergia con due moduli HBM da 24 GB ciascuno. Il chip e la memoria sono raffreddati da un sistema a liquido, simile a quello utilizzato per le GPU di fascia alta, ma con l'obiettivo di risolvere problematiche diverse.
L'architettura di Heracles è basata su una struttura a celle che collega coppie di unità di calcolo tramite un bus con una larghezza di banda di 9,6 TB/s. La memoria esterna HBM, con una capacità totale di 48 GB, è gestita da una cache da 64 MB condivisa tra tutte le coppie di unità di calcolo. Il canale di accesso alla memoria esterna offre una velocità di trasferimento di 819 GB/s. Queste specifiche tecniche superano persino le prestazioni delle più potenti schede grafiche attualmente disponibili.
Intel afferma che Heracles è il primo chip FHE in grado di operare "su larga scala". Ciò significa che non si tratta di una semplice dimostrazione di laboratorio, ma di una soluzione adatta a gestire compiti complessi e reali. Durante una dimostrazione all'ISSCC, il chip ha elaborato una richiesta anonima a un database criptato di elettori (una funzione di verifica della registrazione al voto) in soli 14 microsecondi, rispetto ai 15 millisecondi necessari a un processore Xeon. Questa differenza si traduce in un risparmio di tempo significativo, riducendo il tempo di verifica di 100 milioni di voti da 17 giorni a soli 23 minuti.
La presentazione pubblica di Heracles rappresenta un passo importante nella corsa alla commercializzazione di piattaforme hardware per la FHE. Altre aziende, come Duality Technologies, Optalysys e Niobium Microsystems, stanno sviluppando soluzioni simili, ma Intel punta a sfruttare la sua posizione di leadership nel settore per promuovere questa tecnologia innovativa. Se la FHE dovesse diffondersi, potrebbe rivoluzionare l'approccio alla privacy nel cloud computing, nell'analisi dei dati, nel machine learning e in molti altri settori, dove attualmente la riservatezza viene spesso sacrificata per ottenere velocità di elaborazione.
