人工智能與自動(dòng)駕駛的結(jié)合使得汽車在完成各種智能化服務(wù)的同時(shí)，產(chǎn)生了一批又一批的海量數(shù)據(jù)，如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行精確處理，以及如何以一種安全方式對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入、讀取以及替換，是解決自動(dòng)駕駛車輛安全的基礎(chǔ)。作為這一系列數(shù)據(jù)處理的載體，車用存儲(chǔ)器已成為自動(dòng)駕駛發(fā)展的根基。
自動(dòng)駕駛擴(kuò)容存儲(chǔ)需求
車用存儲(chǔ)器種類很多，以目前汽車存儲(chǔ)市場(chǎng)估算，每輛車中會(huì)有8GB的Mobile DRAM、25GB的NAND Flash等各種閃存。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升以及存儲(chǔ)帶寬的發(fā)展，車用存儲(chǔ)從68GB/s的LPDDR4發(fā)展至896GB/s的GDDR6。從存儲(chǔ)器容量的發(fā)展脈絡(luò)來說，隨著對(duì)寫入速率、準(zhǔn)確率以及性能的要求越來越高，車用存儲(chǔ)從e-MMC轉(zhuǎn)變至UFS，未來還將轉(zhuǎn)變至PCle。
是什么推動(dòng)了車用存儲(chǔ)器在上述的橫縱方向上逐步升級(jí)發(fā)展？集邦拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析師林雅惠向記者解釋，隨車輛智能化發(fā)展，未來駕駛體驗(yàn)提升、安全性能優(yōu)化和法規(guī)要求三大方向?qū)⒗瓌?dòng)車用內(nèi)存的需求。“駕駛體驗(yàn)提升，是指現(xiàn)階段車載信息娛樂系統(tǒng)功能的向上升級(jí)與優(yōu)化，包括更多的信息顯示需求、更高的影像分辨率、人臉識(shí)別或語音控制等新型態(tài)的人機(jī)互動(dòng)接口等；安全性能優(yōu)化則是透過更多的車身傳感器進(jìn)行環(huán)境感知，并透過感測(cè)融合作出車輛控制的命令，自動(dòng)駕駛第三級(jí)以上車輛通常會(huì)加以高精地圖的輔助，以便實(shí)現(xiàn)更全面與實(shí)時(shí)的信息搜集；而真正進(jìn)入自動(dòng)駕駛第四級(jí)以上的車輛，動(dòng)態(tài)環(huán)境響應(yīng)將由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)執(zhí)行，并且按照各國(guó)法規(guī)要求，將所有感測(cè)到的信息與做出的決策記錄于車輛中。”林雅惠對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者說。
在林雅惠所述的三大方向中，提升駕駛體驗(yàn)是所有技術(shù)的追求目標(biāo)。在行車過程中，人們要求能夠精確、及時(shí)的掌握駕駛環(huán)境，并利用一系列的車載應(yīng)用，自動(dòng)制定行車規(guī)劃，而這些行為都離不開車用存儲(chǔ)器性能的提升。美光科技汽車系統(tǒng)高級(jí)總監(jiān)Robert Bielby向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，隨著自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量和計(jì)算性能也會(huì)快速、顯著的增長(zhǎng)。
“數(shù)據(jù)顯示，自動(dòng)駕駛第五級(jí)的計(jì)算需要每秒超過100萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算性能，以及2萬億字節(jié)/秒（TB/s）以上的相關(guān)存儲(chǔ)帶寬。影響計(jì)算和存儲(chǔ)性能級(jí)別的因素有很多，包括算法效率、底層架構(gòu)的性質(zhì)和真正的第五級(jí)自動(dòng)駕駛的能力。”Robert Bielby說。
此外，Robert Bielby向記者表示，高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）以及更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，不僅會(huì)推動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)器高帶寬的需求，還將提高對(duì)存儲(chǔ)容量的需求。“為了支持一些項(xiàng)目應(yīng)用，自動(dòng)駕駛會(huì)根據(jù)目標(biāo)架構(gòu)以及最終的3D繪測(cè)，產(chǎn)生出一種存儲(chǔ)容量增長(zhǎng)趨勢(shì)。例如，在基于激光雷達(dá)的3D地圖中，極高分辨率地圖的存儲(chǔ)容量就會(huì)從100GB升級(jí)，容量甚至超過500GB。”Robert Bielby對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者說。
存儲(chǔ)器的高性能和大存儲(chǔ)容量會(huì)用到哪里？林雅惠表示，目前車用存儲(chǔ)的最大應(yīng)用需求主要來自于車載信息娛樂系統(tǒng)和ADAS。Robert Bielby也認(rèn)為，自動(dòng)駕駛汽車存儲(chǔ)器的應(yīng)用不僅要關(guān)注于ADAS駕駛功能，也要關(guān)注車載娛樂功能。“雖然未來駕駛員可能不再需要關(guān)注實(shí)時(shí)路況，但預(yù)計(jì)駕駛員和乘客對(duì)娛樂體驗(yàn)的需求會(huì)提升。因此，除了ADAS/自動(dòng)駕駛汽車需要存儲(chǔ)容量之外，與娛樂相關(guān)的應(yīng)用也會(huì)產(chǎn)生大量的存儲(chǔ)容量需求，其中包括操作系統(tǒng)和相關(guān)內(nèi)容。據(jù)預(yù)測(cè)，隨著4K視頻流/娛樂成為主流，1TB存儲(chǔ)將成為未來幾代高端汽車的常見配置。”Robert Bielby說。
存儲(chǔ)面臨安全性挑戰(zhàn)
目前車載存儲(chǔ)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，龐大的市場(chǎng)需求吸引著各大存儲(chǔ)廠商紛紛布局，三星、西部數(shù)據(jù)、東芝、美光等諸多知名企業(yè)陸續(xù)推出車載市場(chǎng)的存儲(chǔ)產(chǎn)品。東芝半導(dǎo)體在2018慕尼黑電子展上推出了其車載應(yīng)用的e-MMC產(chǎn)品，力求解決智能處理的設(shè)備在運(yùn)算時(shí)對(duì)存儲(chǔ)器越來越高的要求。美光同樣推出全球唯一的整套解決方案，包括了車載存儲(chǔ)NOR、管理型NAND、DRAM以及各項(xiàng)優(yōu)化方案。林雅惠向記者表示，美光的一整套解決方案使得其在車載存儲(chǔ)器領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。“在車用存儲(chǔ)領(lǐng)域，美光是NAND Flash制造廠中最為重要的一家，它同時(shí)為NOR Flash、SLC NAND等產(chǎn)品提供解決方案，因此，在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了很大影響。”林雅惠說。
雖然整套的產(chǎn)品解決方案在目前的車載存儲(chǔ)器市場(chǎng)上比較完善，但是林雅惠向記者表示，在整套的解決方案之外，提升存儲(chǔ)器壽命或?qū)⒊蔀槲磥碥囕d存儲(chǔ)器廠商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。“就閃存而言，容量的提升與耐用度往往相悖而行，在車用存儲(chǔ)的容量持續(xù)提升時(shí)，如何兼顧長(zhǎng)達(dá)10年至15年的讀寫壽命，將會(huì)是廠商面臨的一大挑戰(zhàn)”林雅惠說。
對(duì)于車用存儲(chǔ)器老玩家來說，如何延長(zhǎng)存儲(chǔ)器使用壽命可能成為未來需要思考的一個(gè)問題，但是對(duì)于新玩家來說，如何為客戶提供合適的、高質(zhì)量、高可靠技術(shù)支持的產(chǎn)品成為考量之重。有些新玩家入門較短，對(duì)于汽車領(lǐng)域的各種解決方案和需求不求甚解，因此難以按照客戶需求為其提供合適的產(chǎn)品和解決方案，甚至一些技術(shù)上的不成熟，也會(huì)導(dǎo)致新玩家難以通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。“在存儲(chǔ)器市場(chǎng)擴(kuò)大后，對(duì)于新進(jìn)入的廠商來說，如何順利通過AEC-Q100等車規(guī)認(rèn)證，將會(huì)是另一道重要的關(guān)卡。”林雅惠說。
AEC-Q100是汽車集成電路（IC）的重要應(yīng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為了保證自動(dòng)駕駛汽車的安全性，全球存儲(chǔ)器供應(yīng)商都需要通過這項(xiàng)測(cè)試。除了AEC-Q100之外，還有質(zhì)量管理系統(tǒng)認(rèn)證體系QS 9000/TS 16949規(guī)范、生產(chǎn)零件批準(zhǔn)程序PPAP等多項(xiàng)保證自動(dòng)駕駛安全性的規(guī)范準(zhǔn)則。“隨著行業(yè)向全自動(dòng)駕駛這個(gè)目標(biāo)不斷邁進(jìn)，安全和安防成為了人們開始高度關(guān)注的兩個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。”Robert Bielby說。
對(duì)安全和安防的高要求同樣表現(xiàn)在車用存儲(chǔ)器上。Robert Bielby向記者表示，第五級(jí)自動(dòng)駕駛需要遵循汽車安全完整性等級(jí)（ASIL）D標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的業(yè)界最嚴(yán)格的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)要求。ASIL安全標(biāo)準(zhǔn)采用系統(tǒng)方法解決問題，確保所有組件、硬件、軟件和中間件等被視為一個(gè)整體，并且有望在實(shí)際應(yīng)用中有效實(shí)現(xiàn)零故障。而對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)遭受黑客攻擊等危險(xiǎn)，Robert Bielby表示可能會(huì)危及系統(tǒng)安全。“安防的失控可能讓惡意人員有機(jī)會(huì)控制車輛，以達(dá)到各種引起爭(zhēng)議的目的。”Robert Bielby說。
對(duì)于未來如何解決車載存儲(chǔ)器在安全和安防方面的問題，Robert Bielby表示，目前美光針對(duì)安全問題已經(jīng)著手成立獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)來設(shè)計(jì)安全解決方案。據(jù)記者了解，目前美光針對(duì)一些要求嚴(yán)格的應(yīng)用推出了Authenta技術(shù)解決方案，解決防御和深層安防問題。“為了解決‘認(rèn)證’和‘零日漏洞攻擊’等重要的安全問題，Authenta技術(shù)會(huì)確保對(duì)存儲(chǔ)源進(jìn)行驗(yàn)證，并將其視為原始源代碼，阻止業(yè)界一些最復(fù)雜的黑客行為。”Robert Bielby向記者介紹時(shí)說。（記者 顧鴻儒）
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