人工智能與自動駕駛的結(jié)合使得汽車在完成各種智能化服務的同時，產(chǎn)生了一批又一批的海量數(shù)據(jù)，如何對這些數(shù)據(jù)進行精確處理，以及如何以一種安全方式對這些數(shù)據(jù)進行寫入、讀取以及替換，是解決自動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，車用存儲器已成為自動駕駛發(fā)展的根基。
自動駕駛擴容存儲需求
車用存儲器種類很多，以目前汽車存儲市場估算，每輛車中會有8GB的Mobile DRAM、25GB的NAND Flash等各種閃存。隨著自動駕駛等級的提升以及存儲帶寬的發(fā)展，車用存儲從68GB/s的LPDDR4發(fā)展至896GB/s的GDDR6。從存儲器容量的發(fā)展脈絡來說，隨著對寫入速率、準確率以及性能的要求越來越高，車用存儲從e-MMC轉(zhuǎn)變至UFS，未來還將轉(zhuǎn)變至PCle。
是什么推動了車用存儲器在上述的橫縱方向上逐步升級發(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，未來駕駛體驗提升、安全性能優(yōu)化和法規(guī)要求三大方向?qū)⒗瓌榆囉脙?nèi)存的需求。“駕駛體驗提升，是指現(xiàn)階段車載信息娛樂系統(tǒng)功能的向上升級與優(yōu)化，包括更多的信息顯示需求、更高的影像分辨率、人臉識別或語音控制等新型態(tài)的人機互動接口等；安全性能優(yōu)化則是透過更多的車身傳感器進行環(huán)境感知，并透過感測融合作出車輛控制的命令，自動駕駛第三級以上車輛通常會加以高精地圖的輔助，以便實現(xiàn)更全面與實時的信息搜集；而真正進入自動駕駛第四級以上的車輛，動態(tài)環(huán)境響應將由自動駕駛系統(tǒng)執(zhí)行，并且按照各國法規(guī)要求，將所有感測到的信息與做出的決策記錄于車輛中。”林雅惠對《中國電子報》記者說。
在林雅惠所述的三大方向中，提升駕駛體驗是所有技術(shù)的追求目標。在行車過程中，人們要求能夠精確、及時的掌握駕駛環(huán)境，并利用一系列的車載應用，自動制定行車規(guī)劃，而這些行為都離不開車用存儲器性能的提升。美光科技汽車系統(tǒng)高級總監(jiān)Robert Bielby向《中國電子報》記者表示，隨著自動駕駛汽車的發(fā)展，半導體存儲器容量和計算性能也會快速、顯著的增長。
“數(shù)據(jù)顯示，自動駕駛第五級的計算需要每秒超過100萬億次浮點運算的計算性能，以及2萬億字節(jié)/秒（TB/s）以上的相關(guān)存儲帶寬。影響計算和存儲性能級別的因素有很多，包括算法效率、底層架構(gòu)的性質(zhì)和真正的第五級自動駕駛的能力。”Robert Bielby說。
此外，Robert Bielby向記者表示，高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）以及更高級別的自動駕駛，不僅會推動對存儲器高帶寬的需求，還將提高對存儲容量的需求。“為了支持一些項目應用，自動駕駛會根據(jù)目標架構(gòu)以及最終的3D繪測，產(chǎn)生出一種存儲容量增長趨勢。例如，在基于激光雷達的3D地圖中，極高分辨率地圖的存儲容量就會從100GB升級，容量甚至超過500GB。”Robert Bielby對《中國電子報》記者說。
存儲器的高性能和大存儲容量會用到哪里？林雅惠表示，目前車用存儲的最大應用需求主要來自于車載信息娛樂系統(tǒng)和ADAS。Robert Bielby也認為，自動駕駛汽車存儲器的應用不僅要關(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)注實時路況，但預計駕駛員和乘客對娛樂體驗的需求會提升。因此，除了ADAS/自動駕駛汽車需要存儲容量之外，與娛樂相關(guān)的應用也會產(chǎn)生大量的存儲容量需求，其中包括操作系統(tǒng)和相關(guān)內(nèi)容。據(jù)預測，隨著4K視頻流/娛樂成為主流，1TB存儲將成為未來幾代高端汽車的常見配置。”Robert Bielby說。
存儲面臨安全性挑戰(zhàn)
目前車載存儲市場競爭激烈，龐大的市場需求吸引著各大存儲廠商紛紛布局，三星、西部數(shù)據(jù)、東芝、美光等諸多知名企業(yè)陸續(xù)推出車載市場的存儲產(chǎn)品。東芝半導體在2018慕尼黑電子展上推出了其車載應用的e-MMC產(chǎn)品，力求解決智能處理的設備在運算時對存儲器越來越高的要求。美光同樣推出全球唯一的整套解決方案，包括了車載存儲NOR、管理型NAND、DRAM以及各項優(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器領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。“在車用存儲領(lǐng)域，美光是NAND Flash制造廠中最為重要的一家，它同時為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器市場上比較完善，但是林雅惠向記者表示，在整套的解決方案之外，提升存儲器壽命或?qū)⒊蔀槲磥碥囕d存儲器廠商面臨的一個挑戰(zhàn)。“就閃存而言，容量的提升與耐用度往往相悖而行，在車用存儲的容量持續(xù)提升時，如何兼顧長達10年至15年的讀寫壽命，將會是廠商面臨的一大挑戰(zhàn)”林雅惠說。
對于車用存儲器老玩家來說，如何延長存儲器使用壽命可能成為未來需要思考的一個問題，但是對于新玩家來說，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，也會導致新玩家難以通過國際標準認證。“在存儲器市場擴大后，對于新進入的廠商來說，如何順利通過AEC-Q100等車規(guī)認證，將會是另一道重要的關(guān)卡。”林雅惠說。
AEC-Q100是汽車集成電路（IC）的重要應力測試標準，為了保證自動駕駛汽車的安全性，全球存儲器供應商都需要通過這項測試。除了AEC-Q100之外，還有質(zhì)量管理系統(tǒng)認證體系QS 9000/TS 16949規(guī)范、生產(chǎn)零件批準程序PPAP等多項保證自動駕駛安全性的規(guī)范準則。“隨著行業(yè)向全自動駕駛這個目標不斷邁進，安全和安防成為了人們開始高度關(guān)注的兩個關(guān)鍵領(lǐng)域。”Robert Bielby說。
對安全和安防的高要求同樣表現(xiàn)在車用存儲器上。Robert Bielby向記者表示，第五級自動駕駛需要遵循汽車安全完整性等級（ASIL）D標準規(guī)定的業(yè)界最嚴格的質(zhì)量和安全標準要求。ASIL安全標準采用系統(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整體，并且有望在實際應用中有效實現(xiàn)零故障。而對于自動駕駛系統(tǒng)遭受黑客攻擊等危險，Robert Bielby表示可能會危及系統(tǒng)安全。“安防的失控可能讓惡意人員有機會控制車輛，以達到各種引起爭議的目的。”Robert Bielby說。
對于未來如何解決車載存儲器在安全和安防方面的問題，Robert Bielby表示，目前美光針對安全問題已經(jīng)著手成立獨立的團隊來設計安全解決方案。據(jù)記者了解，目前美光針對一些要求嚴格的應用推出了Authenta技術(shù)解決方案，解決防御和深層安防問題。“為了解決‘認證’和‘零日漏洞攻擊’等重要的安全問題，Authenta技術(shù)會確保對存儲源進行驗證，并將其視為原始源代碼，阻止業(yè)界一些最復雜的黑客行為。”Robert Bielby向記者介紹時說。（記者 顧鴻儒）
轉(zhuǎn)自：中國電子報
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