英特尔发布Heracles芯片,实现加密数据直接计算 据科技媒体 Tom‘s Hardware 报道,英特尔在上月的国际固态电路会议(ISSCC)上展示了一款专为完全同态加密设计的新型加速芯片,代号为“Heracles”。 在当前的数据安全实践中,加密数据在传输和存储时通常能得到有效保护,但当数据需
据科技媒体 Tom‘s Hardware 报道,英特尔在上月的国际固态电路会议(ISSCC)上展示了一款专为完全同态加密设计的新型加速芯片,代号为“Heracles”。

在当前的数据安全实践中,加密数据在传输和存储时通常能得到有效保护,但当数据需要被CPU或GPU处理时,必须解密为明文。这个处理环节往往成为安全链条中的潜在风险点。
英特尔推出Heracles芯片,旨在从根本上解决这一问题。该芯片专门针对完全同态加密工作负载设计,能够直接对加密数据进行运算,整个过程无需解密,最终输出结果仍保持加密状态。这实现了数据从创建到销毁全生命周期的加密保护。
完全同态加密技术允许对加密后的数据直接执行计算操作,且解密后的结果与对原始明文数据进行相同计算的结果完全一致。这项技术被认为是加密领域的前沿突破。
为实现这一目标,Heracles采用了专门定制的架构。它并非传统的通用x86处理器,无法运行常规操作系统,其硬件设计完全围绕完全同态加密所需的复杂数学运算进行优化重构。
在性能表现上,英特尔在ISSCC上公布的数据显示,该芯片运行频率为1.20 GHz。在对七种典型FHE工作负载的测试中,其处理速度相比24核的英特尔至强 W7-3455处理器(频率2.50 GHz - 4.80 GHz)提升了1074倍至5547倍。

Heracles芯片的性能优势源于其内部架构设计。该芯片集成了8192路SIMD计算引擎,这些引擎由64个磁贴对组成,以8×8网格阵列排布。每个磁贴都包含专门优化的算术单元,用于高效执行模加、模减、模乘及核心的数论变换运算。
为支持大规模数据计算,该芯片配备了高达48GB的HBM3显存,内部带宽达到TB/s级别。同时,芯片内部还集成了64MB的暂存内存和大型寄存器堆,以确保数据能够低延迟地供给计算核心,避免性能瓶颈。
在技术规格方面,Heracles芯片采用英特尔Intel 3先进工艺制造,面积为197 mm。其在执行关键蝶形运算时的峰值性能可达29.5 TOPS,模运算性能为9.8 TOPS。
高集成度与高性能对散热提出了更高要求。目前该芯片功耗约为176W,采用液冷散热方案以确保稳定运行。现阶段Heracles以PCIe加速卡形式提供,可安装在标准服务器中,并支持BGV、BFV和CKKS等主流FHE加密方案,为其在金融、医疗、云计算等对数据隐私要求严格的领域应用奠定了基础。
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