美光创新再突破：4150AT SSD助力汽车存储迈向集中化时代

有数字产生的地方，就有存储。在汽车中，内存和存储扮演着至关重要的角色。然而在汽车市场这个日新月异的领域中，随着自动驾驶、智能座舱等技术需求的迅猛发展，汽车存储正处于一场重大变革的前夜。众所周知，汽车电子电气（EE）架构的发展趋势之一是从传统的Domain架构向更为集中化的Zonal架构转变，并且越来越集中化，这就给存储带来了很大的难题。
 
 
 
最近，美光公司推出了一款四端口的SSD存储产品，这可能会彻底改变当前汽车存储系统的双端口的设计范式，有望大幅降低汽车厂总拥有成本（TCO），并带来性能上的飞跃。
 
美光引领汽车存储走向集中化新时代
 
在汽车领域深耕30多年的美光，是汽车存储的No.1。在全球汽车内存和存储解决方案供应商中，美光拥有最广泛的产品组合。无论是用于快速启动（fast boot）和可靠启动（reliable boot）的NOR，还是存储解决方案，美光都有相关的产品解决方案，如基于176层车规级3D NAND、Flash、SSD，又或是用于缓存的低功耗DDR4和DDR5，它们符合ASIL-D标准，这意味着系统故障时间或子故障时间已减少至十分之一。其存储产品历经数以万亿英里的道路测试，并被广泛应用在汽车上。但美光深知，在当前这个快速发展的时代，美光也不能满足于过去的成就，持续创新是安身立命之本。
 
当前的汽车架构正从分布式架构向更加集中化的方向转变。过去，汽车周围配备了多个电子控制单元（ECU），但随着对效率、性能和成本的不断追求，这些ECU正逐渐向集中化发展。因此，汽车中出现了区域计算处理和集中计算处理的情况。在这样的架构中，汽车内包含多个需要管理的域，如IVI系统、模拟系统、ADAS系统以及具备抗干扰能力的连接系统，这些设备大多通过本地或中央域控制器进行运行。
 
就这种域架构的存储而言，以往的存储解决方案通常是在每个域都配置本地存储，导致存储容量的浪费。然而，通过将这些设备整合到一个统一的存储解决方案中，我们可以充分利用多个不同SLC中的数据，并最大化存储设备的利用率。例如，高清地图在车辆导航和自动驾驶系统中都有应用，因此可以共享和重复使用这些数据。集中式存储解决方案无疑是汽车未来的明智之选。
 
在美光4150AT SSD问世之前，采用集中式存储解决方案需要集成PCIe交换机并整合一套软件解决方案，以实现存储解决方案的虚拟化并与软件控制系统进行顺畅的交互。然而，美光企业副总裁暨嵌入式产品事业部总经理Kris Baxter指出，这种方案存在成本上升和潜在的延迟问题：因为与PCIe交换机相关的费用就高达数百美元。另外，如果采用车规级的PCIe交换机，并且多个SoC通过软件进行工作，那么随着数量的增加，可能会引发额外的延迟问题。软件控制系统还需要通过高性能处理器来管理多个位置的存储解决方案。
 
 
经过深入研究和理解市场需求，美光推出了4150AT SSD这款存储产品，以满足汽车制造商和一级供应商对集中式存储解决方案的需求。
 
全球首款四端口4150AT SSD，无需PCIe交换机，降低TCO
 
4150AT SSD是全球首款四端口4150AT SSD，允许四个不同的SoC以及64个不同的虚拟机同时与固态硬盘并行运行64个虚拟功能，从而最大化性能。此外，它还支持SR-IOV功能，能够允许信息实现在多个设备中共享。与管理程序相比，性能提升高达2倍。作为对比，当前市场上许多解决方案仍聚焦于双端口技术，在这方面，美光已经领先行业一步。
 
4150AT SSD具有很大的灵活性，可以最大化存储空间。Kris Baxter介绍到，如果您需要高耐用型存储，那么可以将SSD一部分分区为SLC模式；如果您需要处理大量数据，但不涉及大量的写入操作，那么您可以将数据存储在TLC模式中；您还可以创建私有命名空间，确保数据不被共享。在4150AT SSD内部，美光采用加密交换机制来更新固件，并对数据进行加密处理。同时，我们还设计了认证机制，确保只有经过验证的设备才能访问。这使得4150AT SSD在诸如L2+和L3级自动驾驶或功能安全等领域实现更出色的性能。
 
从整体TCO上，4150AT SSD也显现出很大的优势。一方面，4150AT SSD支持PCIe接口，能彻底摆脱对PCIe交换机的依赖，在方案初期就省去了PCIe外部交换机，减少物料清单（BOM），可为每辆车节约逾百美元成本。
 
另一方面，4150AT SSD满足ASIL-B车规级标准。Kris Baxter指出，美光认为应用于汽车中的解决方案必须是有针对性的车规级产品，而非其他应用领域的通用产品。对于非车规级产品，人们可能接受其在使用几年后就会被更新换代，但汽车的使用寿命却远不止如此，可能长达12年甚至更久。美光期望产品从投入使用的那一刻起，直至其生命周期的终结，都能严格遵循设计初衷，稳定可靠地运行。因此，4150AT SSD在各种汽车环境中进行了严格测试，支持ASIL-B标准和固件协议ASPICE的L3标准。
 
Kris又算了一笔账，如果消费者在购车之初就选择了车规级产品，那么它看似可能比非车规级的更昂贵。但从长远来看，消费者无需频繁将车辆送入维修店，也无需经常更换车上的零件，这有助于降低TCO。此外，对于汽车OEM厂商而言，拥有高质量产品的形象更受消费者青睐。
 
 
 
此外，相比四端口的4150AT SSD，购买四个不同的UFS设备或存储设备，可能会导致容量无法充分利用，这也是需要考虑的方面。如同前文所述，目前，车辆的各个部分都存在未使用的容量。但如果我们采用集中式存储架构，将能更有效地减少未使用的容量，从而帮助进一步降低总成本。
 
软件定义汽车、AI普及：多维度驱动汽车存储需求变革
 
软件定义汽车的时代，车辆代码量激增至上亿行，对存储空间的需求也随之攀升。此外，车辆需要定期更新软件以提供不同的驾驶体验，这又对存储的安全性和可靠性提出了更高要求。软件定义带来的灵活性支持了丰富的前端体验和持续多年的更新，这也对存储的运作方式、安全更新机制和容量增长趋势产生了深远影响。延迟则是另一个关键因素，它影响着车内外的性能体验，与存储性能息息相关。
 
显示器分辨率的提升、乘车/驾车体验的不断优化以及人工智能和高级驾驶辅助系统的广泛应用，都推动了DRAM的发展。从总体性能来看，对DRAM的需求持续增长。过去，DDR3内存足以满足仪表盘、收音机、导航和娱乐系统等功能。如今，随着汽车智能化的发展，人们开始寻求性能更高的解决方案，例如LPDDR4x、LPDDR5和HBM。与此同时，汽车对DRAM的带宽需求也呈现出多样化的趋势。
 
内存性能的提升是众多优质体验的基础。例如，Micron推出的基于10nm级别的LPDDR5x内存，具备ASIL-D功能，可为下一代汽车解决方案提供超高性能，满足车内各项任务和娱乐系统的高速运行需求。
 
随着人工智能在汽车中的普及，对存储和性能的要求也日益增长。比如，当我们希望利用大型语言模型来实现生成式人工智能的应用，如与车载信息娱乐系统进行对话时，我们期待的不仅仅是简单的回应，更希望它能预测我们的下一步行动或提供额外的有用信息。这一切的背后，都离不开日益复杂的人工智能算法和不断增长的数据集的支持，这也意味着存储需求不断增长。
 
面对不断发展进阶的汽车市场，4150AT SSD的未来前景十分广阔。
 
4150AT SSD：为未来预留充足的发展空间
 
考虑到市场上存在的域和控制器数量，我们认为四个端口足以满足未来多年的需求。同时，对于支持这些大型语言模型的人工智能算法所需存储的数据量，我们深信1.8TB的存储容量足以应对未来几年的需求。以下是一些具体应用场景的容量参考：
 
用户应用：系统镜像20GB，边缘侧AI模型小于20GB，地图100GB，OTA分区30~40GB，视频（如DVR）40~50GB，用户应用数据50GB~100GB。
 
汽车客户存储密度需求：IVI主流密度为128GB~256GB，ADAS系统（2~4个SOC）每个需128GB，网关则需求32GB~64GB，总密度近1TB。
 
为降低延迟、优化用户体验，我们需要确保存储数据与模型之间的接口具有高性能，以便它们能够高效地进入处理环节。美光此次推出的4150AT SSD，恰好满足了这一需求。它采用了高性能PCIe接口，有效降低了数据传输延迟，为人工智能在未来汽车中的应用奠定了坚实基础。
 
4150AT SSD不仅适用于座舱，也适用于自动驾驶系统的各个级别。随着自动驾驶技术的不断发展，从L2到L2+，再到L3、L4，每个级别的升级都需更高级算法和更庞大的代码支撑。这些都需要更大的存储空间，而4150AT SSD高达1.8TB的存储容量，美光认为1.8TB的存储容量足以应对未来几年的需求。
 
结语
 
4150AT SSD创新的集中式存储解决方案，将为下一代汽车设计师提供极大的灵活性，使他们能够最大化性能，优化数据存储方式，并降低TCO。通过拥抱创新的存储解决方案，汽车行业能够有效应对集中化区域架构的转型变革，释放自动驾驶和智能座舱等新兴技术的全部潜力。