隨著汽車(chē)行業(yè)不斷向前發(fā)展，汽車(chē)電子EE架構(gòu)本身的演變，使得區(qū)域算力的提升，并且和云端計(jì)算結(jié)合，這種邊沿計(jì)算的處理已成為下一代智能汽車(chē)所必須。復(fù)雜高效的互聯(lián)互通能力以及車(chē)輛內(nèi)外部的集成系統(tǒng)是每個(gè)車(chē)企重點(diǎn)投資的垂直整合技術(shù)。

汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，使得電子系統(tǒng)需要使用大容量存儲(chǔ)器，也就是說(shuō)可以預(yù)見(jiàn)到的是，除了算力芯片卡脖子，全球汽車(chē)市場(chǎng)對(duì)DRAM和NAND解決方案的需求不斷提升。如最近遇到的問(wèn)題一樣，在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)發(fā)展中，存儲(chǔ)領(lǐng)域需要用到多少芯片，如果沒(méi)有可靠的供應(yīng)，這事怎么辦？

▲圖1.特斯拉的HW3中使用的存儲(chǔ)芯片

▲圖2.Zonal架構(gòu)下的存儲(chǔ)需求

Part 1

汽車(chē)存儲(chǔ)器的需求和市場(chǎng)估算

在傳統(tǒng)的汽車(chē)電子控制單元（Electronic Control Unit ECU）的存儲(chǔ)需求并不大，在域控時(shí)代DCU里面，主要需要大容量的自動(dòng)輔助駕駛和座艙系統(tǒng)涼快的需求。

隨著圖像技術(shù)的處理進(jìn)化，智能汽車(chē)使用8-12個(gè)攝像頭，800萬(wàn)像素的分辨率，60幀/秒的刷新率和16位深度，使數(shù)據(jù)流速率達(dá)到近10GB/s。汽車(chē)上也開(kāi)始使用手機(jī)上使用的LPDDR4和LPDDR5，為了滿(mǎn)足比移動(dòng)應(yīng)用程序要求更高的汽車(chē)級(jí)認(rèn)證需求，它們的功能正得到加強(qiáng)。LPDDR5特別適用于最新型車(chē)輛使用的更大顯示器，能夠管理日益復(fù)雜的導(dǎo)航圖像和駕駛艙單元的控制區(qū)域。

▲圖3.汽車(chē)存儲(chǔ)的需求

智能車(chē)輛的運(yùn)算功耗受到限制，未來(lái)的E/E架構(gòu)和汽車(chē)內(nèi)存，也需要配合計(jì)算的過(guò)程變得更加節(jié)能。下一代汽車(chē)內(nèi)存需要在帶寬、時(shí)延、功率和容量上不斷突破極限。大容量NAND閃存模塊在許多汽車(chē)應(yīng)用和系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要的作用，很多存儲(chǔ)功能都使用非易失性?xún)?nèi)存。

▲圖4.每種應(yīng)用的NAND閃存的密度和存儲(chǔ)類(lèi)型

根據(jù)Yole 2021年的數(shù)據(jù)，汽車(chē)的增長(zhǎng)確實(shí)是高速在增長(zhǎng)的。從2020年到2026年，DRAM 35%（每個(gè)系統(tǒng)的GB），NAND 57%的增速，這個(gè)對(duì)比手機(jī)、平板增長(zhǎng)快了3倍。

▲圖5.不同領(lǐng)域的存儲(chǔ)需求分解

Yole的報(bào)告里面也有一個(gè)示意圖，實(shí)質(zhì)上智能汽車(chē)的變革速度是比較慢的，和消費(fèi)電子如手機(jī)等大類(lèi)比起來(lái)，基數(shù)很小。

▲圖6.汽車(chē)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)

Part 2

汽車(chē)存儲(chǔ)的特點(diǎn)

由于汽車(chē)行業(yè)的要求，存儲(chǔ)器企業(yè)需要支持AEC-Q1004 汽車(chē)級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并建立標(biāo)準(zhǔn)流程，覆蓋從研發(fā)階段的設(shè)計(jì)到遵循IATF 169495標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)。從軟件開(kāi)發(fā)角度來(lái)看，此汽車(chē)軟件性能改進(jìn)于能力確定（ASPICE6）標(biāo)準(zhǔn)，功能安全（ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)），這些汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有助于確保利益相關(guān)方在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中進(jìn)行清晰的溝通?？勺匪菪圆粌H能夠助力產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、工程師和測(cè)試人員滿(mǎn)懷信心地從事開(kāi)發(fā)工作，而且能夠使市場(chǎng)更安全、車(chē)輛更可靠。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)將有助于提高質(zhì)量和效率，并降低故障率。 

汽車(chē)內(nèi)存也需要糾錯(cuò)碼（Error Correction Code, 簡(jiǎn)稱(chēng)ECC8）、內(nèi)建自測(cè)（Built-In Self-Test，簡(jiǎn)稱(chēng)BIST9）和循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cyclic Redundancy Check，簡(jiǎn)稱(chēng) CRC10）的開(kāi)發(fā)，需要具備更好耐溫性能的位單元，并為刷新過(guò)程中失去電荷的DRAM裸片引入糾錯(cuò)功能。

NAND Flash是有擦寫(xiě)壽命限制的，而汽車(chē)領(lǐng)域?qū)τ谲?chē)輛的要求一般在半年或者十年，根據(jù)工作負(fù)載，選擇一塊8GB容量的存儲(chǔ)，十年的總寫(xiě)入量可以支持20TB。這個(gè)特斯拉的問(wèn)題，就是容量選小了以后，有很多新的應(yīng)用不斷出現(xiàn)和更新，隨著使用年限的增加，工作負(fù)載可能比之前預(yù)期要大很多。這就會(huì)導(dǎo)致原本可以保證安全行駛八年或者十年不出問(wèn)題，但隨著工作負(fù)載的增加，NAND Flash車(chē)載容量消耗會(huì)加快，可能會(huì)遭遇用到第四年或者第五年機(jī)器無(wú)法啟動(dòng)的情況。

▲圖7.特斯拉的存儲(chǔ)選用沒(méi)有考慮發(fā)展的問(wèn)題

小結(jié)：所以最終還是要往硬件預(yù)埋，采用更大的容量的存儲(chǔ)做鋪墊，哪怕單純是為了壽命考慮也得這么考慮。所以將來(lái)智能汽車(chē)也卡在存儲(chǔ)的需求上，我們能解決汽車(chē)能開(kāi)的問(wèn)題，但是讓智能汽車(chē)更好地發(fā)展，一方面需要蘋(píng)果和特斯拉這樣的先行企業(yè)往前開(kāi)拓出軟件的路子，另一方面也需要高算力+大存儲(chǔ)和超級(jí)服務(wù)后臺(tái)支持。

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