Günümüz teknolojisinde verilerin depolanırken, aktarılırken veya bellekte beklerken şifrelenerek korunması yaygın bir uygulamadır. Ancak bu veriler işlemciye ulaştığında genellikle şifresi çözülerek düz metin haline gelir ve bu da çeşitli saldırı türlerine karşı savunmasız kalmalarına neden olur. Intel, bu güvenlik açığını kapatmak için şifrelenmiş verileri şifresi çözmeden işleyebilen yeni bir işlemci geliştirdi.
Intel'in 'Heracles' adını verdiği bu özel hızlandırıcı çip, tam homomorfik şifreleme (FHE) yeteneğine sahip. Bu, çipin girdiyi şifreli olarak alıp, üzerinde işlemler yaparak sonucu yine şifreli bir formatta üretebildiği anlamına geliyor. Bu çip, geleneksel x86 işlemciler gibi genel amaçlı yazılımları veya işletim sistemlerini çalıştırmak için değil, yalnızca FHE matematik işlemlerini hızlandırmak üzere özel olarak tasarlandı.
FHE matematik işlemlerinde gösterdiği performansla dikkat çeken Heracles, 1.20 GHz saat hızında çalışırken, 24 çekirdekli Intel Xeon W7-3455 işlemcisinden 1.074 ila 5.547 kat daha hızlı. Bu, özellikle hassas verilerle çalışan alanlarda büyük bir hızlanma anlamına geliyor.
Heracles, genel amaçlı işlemcilerin zorlandığı, büyük tam sayılar, yoğun polinom hesaplamaları ve karmaşık veri dönüşümlerini gerektiren FHE matematik işlemlerine özel bir mimariye sahip. Çip, 8192 yönlü bir SIMD hesaplama motoru ve 8x8'lik bir ağ yapısında düzenlenmiş 64 adet tile-pair içeriyor. Her bir tile-pair, modüler toplama, çıkarma, çarpma ve sayı teorik dönüşümlerini (NTT) destekleyen özel birimler barındırıyor.
Veri hassasiyetini korumak ve yüksek paralelliği sağlamak amacıyla 32-bit aritmetik dilimlerle çalışan çip, yüksek bellek bant genişliği ihtiyacını karşılamak için 48 GB HBM3 bellek ve terabaytlar seviyesinde iç bant genişliği sunan özel veri yollarıyla donatılmış. Ayrıca, 64 MB dahili önbellek ve işlem motorlarına yakın veri depolama alanları da bulunuyor.
Intel'e göre Heracles, temel FHE şemaları olan BGV, BFV ve CKKS'yi destekliyor. Çip, Intel 3 proses teknolojisiyle üretilmiş olup, 197 mm²'lik bir alana sahip ve 176W güç tüketimiyle çalışıyor. Şu anda PCIe hızlandırıcı kart olarak sunulan Heracles, sunuculara entegre edilebiliyor ve termal yönetim için sıvı soğutma kullanıyor.
