Cómo un pequeño equipo de Intel construyó un Chip Blockchain

Detrás de los constructores: Ajat Hukkoo lidera un equipo de Intel que "construye aceleradores de manera acelerada". El Intel Blockscale ASIC se ajusta a la factura en ambos frentes.

Todo comenzó con un curioso correo electrónico a Ajat Hukkoo.

"Estaba tratando de construir nuevos negocios y el asistente técnico de mi jefe me envió un correo electrónico diciendo: 'Bueno, existe esta cosa llamada bitcoin, ¿qué tal? ¿Estás haciendo algo con él? ¿Estás pensando en ello?'

"Y para ser honesto, no lo estaba".

En junio, un par de años y una pandemia global distante de ese correo electrónico original, Intel comenzó a enviar el Intel® Blockscale™ ASIC, un pequeño acelerador de minería de criptomonedas energéticamente eficiente, como los 10 que aproximadamente cabrían en un sello postal de EE.UU. El hito marcó un momento de celebración para un pequeño equipo de Intel llamado Accelerated Custom Engineering, dirigido por Hukkoo, vicepresidente del Accelerated Computing Systems and Graphics Group (AXG).

Aceleración, acelerada

Mientras profundizaba en él, Hukkoo descubrió que había otros en Intel que buscaban cadenas de bloques, algunos que incluso habían construido una tecnología fundamental que podría aplicarse. Lo que faltaba, sin embargo, era un producto y una ruta hacia el mercado. Ahí es donde entra el equipo de Hukkoo.

"Construimos aceleradores de manera acelerada", explica.

Blockscale cumple con el punto de referencia en ambos frentes. Es capaz de realizar billones de operaciones de datos cada segundo, y llegó al mercado menos de un año después de que el equipo finalizara su diseño.

Cada chip Blockscale contiene cientos de pequeños motores matemáticos, desarrollados originalmente dentro de Intel Labs, que abordan la función hash criptográfica utilizada en el proceso de minería. Una plataforma minera combinará unos pocos cientos de estos chips en una caja de metal no mucho más grande que una bolsa de almuerzo típico.

Algunas criptomonedas se pueden acuñar a través de matemáticas computacionalmente exigentes (un proceso llamado criptominería). Blockscale tiene como objetivo hacer que el negocio de hardware de criptominería, que tiende a $11 mil millones de dólares en ventas anuales para 2025, sea más personalizable, flexible y eficiente.

Lo que llama la atención de la velocidad y la calidad del proyecto Blockscale es que se trata de un producto completamente ajeno a un mercado nuevo para Intel, y también que el equipo no se limitó a construir un chip. También construyeron las placas que unen hasta 100 chips entre sí, un controlador que los orquesta todos juntos y el software que lo ejecuta. "Es una solución completa", confirma Hukkoo.

"Luego podemos ir a nuestros clientes y decirles: "Aquí está el chip y la placa de referencia, así que pueden tomar nuestro diseño y mejorarlo, o pueden tomar el diseño tal cual y hacer sus propios sistemas a partir de él", explica Hukkoo.

El ASIC de Blockscale ya se está distribuyendo en grandes volúmenes y, como explicó el CEO de Intel, Pat Gelsinger, a los inversores en julio, "esperamos distribuir millones de unidades este año, algo que no estaba previsto en nuestras previsiones."

Si el software vende chips, haga que el software sea lo primero

Una de las claves para que todo esto funcione rápidamente -con un equipo global de unas pocas docenas de ingenieros- es el trabajo en paralelo, similar a cómo funciona una plataforma minera de 300 chips. "Siempre sigo lo que llamo un enfoque de plataforma primero, donde no estamos construyendo el chip en el vacío", dice Hukkoo. "Siempre se construye pensando en el software, porque los chips no se venden solos: es el software de los chips el que vende los chips".

"Tenemos al arquitecto de software en el chip desde el primer día", añade, "para asegurarnos de que lo que el equipo de hardware está construyendo es utilizable". El chip pasa por tres fases diferentes de diseño virtual, cada una de las cuales el equipo de software utiliza para construir encima, en paralelo, lo que permite un funcionamiento completo de principio a fin antes de enviar el chip a la fabricación. Eso significa que el chip final real "suele ser lo cuarto que ve el equipo de software".

En cuanto al hardware, la otra prioridad, además de la rapidez de los cálculos, era el ahorro de energía. "No hay ningún otro producto en Intel que se envíe a este voltaje ultra bajo", señala Hukkoo, menos de la mitad del voltaje de un chip típico de Intel. Para lograrlo, el equipo tuvo que asumir algunos riesgos. Dieron un salto de fe en un enfoque de ahorro de energía que Hukkoo describe como lo que un profesor de ingeniería eléctrica "le enseñaría y luego le diría que no lo use, porque hay demasiado riesgo en ello". Pero después de un montón de simulaciones y un chip de prueba exitoso, "sabíamos que podíamos construir un producto a partir de él".

Como resultado, el ASIC Blockscale es rápido y flexible: puede funcionar a una amplia gama de frecuencias, lo que permite a los diseñadores de sistemas equilibrar el rendimiento y la eficiencia.

De vuelta al inicio

"Me gusta trabajar en los pequeños proyectos que tienen un impacto direccional en la empresa", dice Hukkoo. "Me gusta mantener a mis equipos pequeños y que la gente haga más de un trabajo". Eso evita que la gente pelee por el territorio y abre más oportunidades para aprender y probar cosas nuevas, explica.

"Contrato por interés y capacidad y no por lo que la gente sabe, porque nadie lo sabe todo. Nuevos campos surgen todo el tiempo y tienes que ser capaz de absorber información y crecer para hacer contribuciones en esas áreas".

Lo siguiente para Hukkoo y su equipo es el cifrado totalmente homomórfico (FHE), un área que confía que tampoco conocía antes de que se le presentara un proyecto potencial. "Imagina un mundo en el que la piratería es cosa del pasado", dice, "porque todos sus datos se almacenaron encriptados y podría operar con datos cifrados". FHE hace posible el cálculo de datos cifrados, y si los datos nunca se descifran, siempre es seguro.

Como se anunció el año pasado bajo el programa DARPA DPRIVE, Intel planea diseñar un acelerador ASIC para reducir la sobrecarga de rendimiento actualmente asociada con el cifrado totalmente homomórfico. El equipo de Hukkoo es parte de un esfuerzo de Intel para darle vida.

"Me gusta trabajar al inicio de nuevos conceptos y nuevas ideas y nutrir nuevos negocios", dice Hukkoo. "Eso es lo que soy. Siempre estaré agradecido con Intel por dejarme hacer esto porque la mayoría de las empresas no lo harían".