BSC ejecuta por primera vez grandes redes neuronales cifradas utilizando la memoria persistente Intel Optane y los procesadores escalables Intel Xeon
En colaboración con Intel, Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación ha logrado cifrar la ejecución de grandes redes neuronales de forma eficiente. Lo han conseguido gracias a la memoria persistente Intel Optane y a los procesadores escalables Intel Xeon con aceleración de inteligencia artificial incorporada.
Hasta ahora, el tamaño de la memoria principal soportado por la tecnología actual había limitado el uso del cifrado homomórfico a modelos pequeños de redes neuronales diseñados para dispositivos portátiles. Es por esto por lo que el cifrado de grandes redes neuronales supone un gran avance tecnológico. Este tipo de cifrado no puede descifrarse ni siquiera por ordenadores cuánticos, y permite realizar directamente operaciones sobre los datos cifrados, de modo que la entidad que lo opera no tiene acceso a su contenido.
Una nueva capa de seguridad para entornos no seguros
Dado que este cifrado no necesita ser descifrado para funcionar, la privacidad en entornos no seguros está garantizada, como, por ejemplo, en la nube. El principal reto que plantea el cifrado homomórfico es su coste adicional, puesto que aumenta a medida que aumenta el tamaño de los datos, que puede multiplicarse hasta por 10.000. La memoria persistente Intel Optane ofrece capacidades mucho mayores que la memoria DRAM en un tiempo de acceso más rápido que otras memorias no volátiles.
Pese a no ser tan rápida como la tecnología de la memoria principal, la combinación de ambas con un patrón de acceso eficiente, ofrece ventajas enormes en cuanto a precio y rendimiento se refiere. Esta nueva tecnología podrá aplicarse en la ejecución privada de redes neuronales en entornos remotos no fiables, como podría ser la nube. Se incluye tanto la protección de la propiedad intelectual relacionada con el modelo de red neuronal, como los datos
utilizados, con lo que se permite cumplir con numerosas leyes y reglamentos de protección de datos en diferentes países. La investigación ha sido realizada por un equipo de investigadores del BSC, junto con un equipo internacional de Intel, con miembros tanto de Europa como de Estados Unidos.
«Esta nueva tecnología permitirá el uso generalizado de las redes neuronales en entornos de la nube, incluso, y por primera vez, cuando se requiera una confidencialidad indiscutible de los datos o del modelo de la red neuronal.»
Antonio J. Peña, investigador senior del BSC.
El artículo científico relacionado con esta investigación se publicará en la revista IEEE Transactions on Computers, y en él, se analiza la ejecución del popular modelo ResNet-50, que incorpora 25 millones de parámetros y que consume casi 1TB de memoria, que es más del doble de la que dispone un nodo de cálculo del superordenador MareNostrum4. En ese artículo también se mencionará la arquitectura de un ordenador eficiente para esta tarea, con solamente un tercio de la memoria RAM normal, que suele consumir unas 10 veces más energía por byte que la memoria persistente Intel Optane, lo que permite configuraciones con mayor eficiencia energética y sostenibilidad de la solución.
