近幾年來,汽車的電動化、智慧化、網聯化和共享化程序明顯,汽車電子在汽車中所佔的比重越來越大。根據乘聯會提供的資料,從2020年9月份起,到今年7月份,智慧化指數達到了一直都在50%以上,這就意味著,這11個月出廠的車型當中有一半以上的車型包含L1及以上的自動駕駛功能。另外,汽車的電動化指數和網聯化指數也處在上升趨勢當中。
那麼這些指數的上升,帶來了哪些影響呢?
圖:乘聯會提供的汽車電動化、智慧化和網聯化指數
汽車新四化,帶來汽車儲存的迅速增長
汽車的“新四化”帶來的最直接的影響就是汽車內的電子產品越來越多,比如越來越多的攝像頭、雷達、鐳射雷達等感測器;越來越大的螢幕;音效更高的汽車音響;甚至是乙太網絡和人工智慧技術等都被引入汽車。
西部資料公司車載儲存產品事業部資深產品市場經理額日特表示,更多感測器的引入,網聯技術、人工智慧技術的增加,以及汽車電子電氣架構的改變,對汽車記憶體儲產品的要求發生了很大的變化。
他同時指出,在汽車儲存領域,單車儲存的數量和容量都會顯著提升。“在2021年,單個手機的平均儲存容量是105GB,汽車領域是34GB。但到了2026年,單車的儲存容量將會達到483GB,而手機只有350GB左右。”額日特對媒體表示。
圖:Yole釋出的NAND快閃記憶體在不同領域的增長情況
市場調研機構Yole的報告則顯示未來5年,與消費級SSD、移動儲存、企業級SSD等其他型別的儲存相比,汽車領域的儲存年複合增長率最高,達到了66%。
那是什麼原因造成了汽車領域的儲存增長這麼快呢?額日特認為汽車“新四化”功不可沒。
首先,汽車的智慧化,促使汽車增加了360環視、毫米波雷達、車道偏移、盲點檢測等ADAS功能,這些ADAS功能需要主流的8GB e.MMC的儲存支援。此外新興的自動駕駛初創企業推出的自動駕駛車輛需要的儲存容量更大,有的單車容量甚至已經達到了4TB,這類儲存以前從來沒有過。
其次,汽車的網聯化和電動化提升了汽車對儲存容量的需求。比如電動汽車中必須安裝的Tbox產品,就需要採用8GB e.MMC儲存器。網聯化和電動化還催生了智慧座艙應用,以前的汽車娛樂系統可能只需要32GB以下的儲存器,而升級到智慧座艙後,至少都需要64GB的儲存容量。
還有就是,汽車的新四化促使汽車行業從以機械系統為主向資料驅動創新轉變。隨著自動駕駛技術的發展,未來將會形成“端-邊-雲”的資料架構,來確保自動駕駛汽車的安全性。但是由於雲端資料傳輸到汽車會有一定的延時,為了滿足低延時的要求,對延時要求高的資料就必須儲存在汽車端,因此,汽車端的儲存需求就必然會增加。
汽車儲存的痛點是什麼?
很明顯可以看到汽車中的儲存需求在增長,但其實這個市場以前是沒有的,是否能夠將用在工業領域,或者消費類領域的儲存產品應用在汽車上呢?汽車領域的儲存產品需要解決哪些問題呢?額日特在長期接觸汽車客戶後,總結了四點汽車領域儲存方案的痛點:
一是耐久性,因為大多數儲存都是有壽命週期的,需要保證工作應用負載不超過其容量。他舉例說,汽車領域對車輛的使用年限要求一般是8年或者10年,因此在最初立項的時候,根據工作負載,選擇一塊8GB儲存容量,10年總寫入量可以支援20TB的儲存器是符合需求的。但問題來了,現在有很多新出現的應用,原來的應用也在不停更新,隨著使用年限的增加,工作負載比原來預計的要大很多。這就可能會導致一個問題,原來可以保證安全使用8年或10年的產品,隨著工作負載的增加可能在使用4年或5年後就出問題了。因此,希望客戶在工作負載計算的時候,可以多留一些餘量,給未來AI或新應用留一些空間。
二是效能,日益增長的資料流和更快的啟動時間都需要高效能儲存的支援。現在的儲存,包括NAND Flash在內,有不同的協議規範,呈現出的產品效能差異也相當大。怎麼樣選擇一款合適的而不一定是最快的產品,這個也是在客戶立項時比較頭痛的問題。
三是分割槽,需要清楚邏輯分割槽和物理分割槽的區別,新的E/E架構需要物理分割槽功能。額日特指出,“分割槽”的概念在使用當中最容易混淆。他舉例說,很多客戶說要做三個分割槽,一個用來存系統,一個存經常使用的資料,另一個存不經常用的資料。客戶經常會問,第二個分割槽會不會因為經常反覆擦寫而被破壞掉。“這裡我需要糾正下,現在大多數市面上車載應用NAND Flash產品,都是不支援物理分割槽的,這裡客戶所說的分割槽是指邏輯分割槽,比如說分成ABC三個區。但是我們反覆擦寫的B區資料,實際上在儲存當中是放在全盤做讀寫均衡的。如果客戶看到B盤損壞,就代表整個盤都已經損壞,A盤和C盤也不能倖免。所以我們一定要對物理分割槽、邏輯分割槽有概念,確保不會因為頻繁擦寫資料,而損壞整個全盤,導致機器不能正常使用。”他特別強調。
四是內容預燒錄,隨著高畫質地圖變得必不可少,且地圖檔案越來越大,預燒錄能夠有效地節省產線成本。其實,預燒錄有很多不同的產品,目前市面上主流是25%容量的預燒錄,也有100%容量預燒錄。對於100%容量預燒錄產品,後期迴流焊的次數也是有限制的,有時候三次,有時候兩次,因此,這也是客戶在立項之初需要考慮的問題。
市場的主流汽車領域儲存器
說了那麼多,那麼現在市場上有哪些汽車領域的產品可供選擇呢?根據額日特的介紹,目前市場主流的產品主要有三類:e.MMC、UFS、及SSD產品。
就目前來說,汽車前裝市場領域,應用最大的是e.MMC產品,主要應用在Tbox、閘道器和ADAS中,當然也有些中低端的汽車娛樂系統中也會使用8~32GB的e.MMC產品。
圖:主流汽車領域儲存產品
UFS產品有兩種,一種是UFS2.1,它更多的使用在智慧座艙領域,容量從64GB到256GB不等。一種是UFS3.1,這是最新推出的一類產品,最大容量可以做到512GB,它能彌補e.MMC和UFS在高容量儲存方面的劣勢。
對於第三種SSD產品,目前在前裝汽車領域基本還沒有應用,這是因為目前還沒有特別成熟,能夠適合前裝以及封裝的SSD產品,且SSD成本也比較高。目前SSD封裝尺寸比較多,有M.2、U.2,容量最高可以做到15.36TB,但是如果用在前裝車領域,未來還是以512GB或者1TB為主。
但如果是512GB或1TB為主的話,UFS就可以做到了,客戶該如何選擇呢?額日特建議說,因為SSD具有SR-IOV,而SR-IOV是支援物理分割槽功能的,後期SSD的物理分割槽可以從8個分割槽起,因此,如果客戶需要用到物理分割槽的話,可以選用SSD,不需要的話這兩種型別都可以選擇。
額日特同時對媒體表示,雖然SSD目前還沒有在汽車前裝市場上使用,但是在自動駕駛商用車上其實是有應用的。目前業內很多自動駕駛卡車和自動駕駛出租車公司有部分車輛已經採用,其中自動駕駛卡車主要採用1TB或2TB以下的SSD,自動駕駛出租車主要配置的是4TB容量的SSD。
西部資料的汽車儲存解決方案
據額日特介紹,西部資料可以提供從端到雲的完整解決方案,以支援當前和未來的車輛系統要求,它為多樣的應用場景和資料中心,提供了小尺寸嵌入式終端儲存和可移動儲存,用於獲取和分析從車輛收集的大量資料。他特意強調,西部資料的汽車級快閃記憶體產品通過了IATF16949認證,符合AEC-Q100標準。
西部資料公司中國區汽車電子事業部銷售總監王劍松則補充說,“隨著汽車新四化的持續深化發展,資料與車載儲存技術正逐漸成為推動自動駕駛、智慧座艙落地與應用不可或缺的一環。西部資料公司能夠提供覆蓋8GB-20TB容量,包括e.MMC、UFS、micro SD、SSD、HDD在內的車規級及企業級儲存產品,以具備高效能、大容量、安全性和可靠性的儲存解決方案支援端-邊-雲新型資料架構在汽車領域的應用。”
王劍松還指出,西部資料在快閃記憶體目前最大的核心競爭力就是垂直整合能力。如果把e.MMC和UFS作為儲存系統來看的話,其中的每一個部件,從Flash顆粒到e.MMC、UFS控制器,到控制器與顆粒配合的韌體,以及最終在汽車行業裡面運用之前必須有嚴格的測試和驗證,整條產業線都是西部資料自主研發的。
未來,西部資料將繼續紮根自主品牌,不斷以創新的產品及解決方案賦能汽車領域的改革與發展,並進一步攜手更多合作伙伴深耕中國市場,加速構建汽車全產業鏈生態圈。