Como uma pequena equipe intel construiu um chip blockchain

Por trás dos Construtores: Ajat Hukkoo lidera uma equipe da Intel que "constrói aceleradores de forma acelerada". O Intel Blockscale ASIC se encaixa na conta em ambas as frentes.

Tudo começou com um e-mail curioso para Ajat Hukkoo.

"Eu estava tentando construir novos negócios e o assistente técnico do meu chefe me enviou um e-mail dizendo: 'Bem, existe essa coisa chamada bitcoin, que tal? Você está fazendo alguma coisa com ele? Você está pensando sobre isso?

"E para ser honesto, eu não estava."

Em junho, alguns anos e uma pandemia global distante desse e-mail original, a Intel começou a enviar o Intel® Blockscale™ ASIC, um minúsculo — como em cerca de 10 caberia em um selo postal dos EUA — acelerador para mineração de criptomoedas eficiente em termos de energia. O marco marcou um momento comemorativo para uma pequena equipe da Intel chamada Accelerated Custom Engineering, liderada por Hukkoo, vice-presidente do Accelerated Computing Systems and Graphics Group (AXG).

Aceleração, acelerada

Enquanto ele cavava nele, Hukkoo descobriu que havia outros na Intel olhando para blockchains, alguns que até tinham construído tecnologia fundamental que poderia se aplicar. O que faltava, porém, era um produto e uma rota para o mercado. É aí que entra a equipe de Hukkoo.

"Construímos aceleradores de forma acelerada", explica.

O Blockscale atende ao benchmark em ambas as frentes. É capaz de trilhões de operações de dados a cada segundo, e chegou ao mercado menos de um ano depois que a equipe finalizou seu projeto.

Cada chip Blockscale contém centenas de pequenos motores matemáticos, originalmente desenvolvidos dentro do Intel Labs, que abordam a função de hash criptográfica usada no processo de mineração. Uma plataforma de mineração combinará algumas centenas desses chips em uma caixa de metal não muito maior do que um balde típico de almoço.

Algumas criptomoedas podem ser cunhadas através de matemática computacionalmente exigente (um processo chamado criptomining). A Blockscale pretende tornar o negócio de hardware de criptominação — com tendência para US$ 11 bilhões em vendas anuais até 2025 — mais personalizável, flexível e eficiente.

O que é notável sobre a velocidade e a qualidade do projeto Blockscale é que ele é um produto completamente off-road para um mercado novo para Intel, e também que a equipe não apenas construiu um chip. Eles também construíram as placas que casam até 100 chips juntos, um controlador que orquestra todos eles juntos e o software que o executa. "É uma solução completa", confirma Hukkoo.

"Então podemos ir aos nossos clientes e dizer: 'Aqui está o chip e a placa de referência, para que você possa pegar nosso design e melhorar nele, ou você pode pegar o design como está e fazer seus próprios sistemas com ele'", explica Hukkoo.

O Blockscale ASIC está agora embarcando em alto volume, e como o CEO da Intel, Pat Gelsinger, explicou aos investidores em julho: "Esperamos enviar milhões de unidades este ano, não originalmente em nossa previsão."

Se o software vende chips, faça software primeiro

Uma das chaves para fazer tudo isso funcionar rapidamente — com uma equipe global de algumas dezenas de engenheiros — é um trabalho paralelo semelhante ao funcionamento de uma plataforma de mineração de 300 chips. "Eu sempre sigo o que chamo de abordagem de primeira plataforma, onde não estamos construindo o chip no vácuo", diz Hukkoo. "Ele está sempre sendo construído com software em mente, porque os chips não se vendem sozinhos — é software nos chips que vendem os chips."

"Temos o arquiteto de software no chip desde o primeiro dia", acrescenta ele, "para garantir que o que a equipe de hardware está construindo seja utilizável". O chip passa por três fases diferentes de design virtual, cada uma das quais a equipe de software usa para construir em cima, em paralelo, permitindo uma operação completa de ponta a ponta antes que o chip seja enviado para a fabricação. Isso significa que o chip final real "geralmente é a quarta coisa que a equipe de software já viu".

No lado do hardware, a outra prioridade além da matemática mais rápida era economizar energia. "Não há outro produto na Intel que navegue nesta tensão ultra-baixa", observa Hukkoo, menos da metade da tensão de um chip Intel típico. Para alcançá-lo, a equipe teve que correr alguns riscos. Eles deram um salto de fé em uma abordagem de economia de energia que Hukkoo descreve como o que um professor de engenharia elétrica "ensinaria e depois diria para não usar, porque há muito risco nisso". Mas depois de um monte de simulações e um chip de teste bem sucedido, "sabíamos que poderíamos construir um produto com ele."

Como resultado, o ASIC blockscale é rápido e flexível — ele pode ser executado em uma ampla gama de frequências, permitindo que os projetistas do sistema equilibrem o desempenho e a eficiência.

De volta ao start-up

"Gosto de trabalhar nos pequenos projetos que têm impacto direcional na empresa", diz Hukkoo. "Gosto de manter minhas equipes pequenas e ter pessoas fazendo mais de um trabalho." Isso impede que as pessoas lutem por território e abre mais oportunidades para aprender e experimentar coisas novas, explica.

"Eu contrato por interesse e capacidade e não pelo que as pessoas sabem, porque ninguém sabe de tudo. Novos campos surgem o tempo todo e você tem que ser capaz de absorver informações e crescer e fazer contribuições nessas áreas."

Em seguida, para Hukkoo e equipe é criptografia totalmente homomórfica (FHE), uma área que ele confidencia que ele também não estava ciente antes de um projeto em potencial vir em seu caminho. "Imagine um mundo em que o hacking é coisa do passado", diz ele, "porque todos os seus dados foram armazenados criptografados e você poderia operar em dados criptografados." O FHE torna possível a computação de dados criptografados — e se os dados nunca forem descriptografados, é sempre seguro.

Como anunciado no ano passado no programa DARPA DPRIVE, a Intel planeja projetar um acelerador ASIC para reduzir a sobrecarga de desempenho atualmente associada à criptografia totalmente homomórfica. A equipe de Hukkoo faz parte de um esforço da Intel para trazê-lo à vida.

"Gosto de trabalhar no início de novos conceitos e novas ideias e nutrir novos negócios", diz Hukkoo. "Isso é quem eu sou. Sou sempre grato à Intel por me deixar fazer isso porque a maioria das empresas não faria."