在近期举办的国际固态电路会议(ISSCC)上,英特尔推出了一款名为“Heracles”的专用芯片,旨在解决数据在计算过程中面临的安全风险。传统加密技术仅能保护数据在存储或传输阶段的安全,而数据一旦进入处理器进行运算,必须解密为明文,这使得核心计算环节容易成为攻击目标。Heracles芯片的诞生,正是为了填补这一安全漏洞。
完全同态加密(FHE)被誉为加密领域的“圣杯”,其核心优势在于允许直接对加密数据进行计算,且解密后的结果与直接操作原始数据的结果完全一致。Heracles芯片正是基于这一技术设计,能够直接处理加密数据,并在加密状态下完成所有计算任务,最终输出加密结果,从而确保数据在整个生命周期内的安全性。
与通用x86处理器不同,Heracles无法运行普通操作系统,而是针对FHE复杂的数学需求进行了架构重构。英特尔透露,该芯片运行频率为1.20 GHz,在七种典型FHE工作负载测试中,其处理速度是24核英特尔至强W7-3455处理器(运行频率2.50 GHz - 4.80 GHz)的1074倍至5547倍,性能提升显著。
从技术架构来看,Heracles采用了8192路SIMD计算引擎,由64个磁贴对(Tile-pairs)组成8×8的网格阵列。每个磁贴集成了专为模加、模减、模乘以及数论变换(NTT)优化的算术单元,以支持FHE的高效运算。为应对海量数据吞吐需求,芯片配备了48GB的HBM3显存,内部带宽高达数TB/s,同时内置64MB暂存内存和大型寄存器堆,确保数据以极低延迟靠近计算核心。
规格参数显示,Heracles芯片面积为197 mm²,采用先进的Intel 3工艺节点制造。其峰值性能在执行蝶形运算(Butterfly primitives)时可达29.5 TOPS,在模运算下为9.8 TOPS。由于高集成度和高性能带来的散热挑战,该芯片功耗约为176W,并采用液冷方案进行散热。目前,Heracles以PCIe加速卡的形式集成于标准服务器中,支持BGV、BFV和CKKS等多种主流FHE加密方案。












