智能汽車,得一微的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之道

2024年10月14-16日,慕尼黑華南電子展(electronica South China)在深圳國(guó)際會(huì)展中心(寶安新館)成功舉辦,現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)聚焦新能源汽車、智能汽車、車規(guī)芯片、AI芯片等多個(gè)前沿領(lǐng)域。得一微電子股份有限公司(YEESTOR)受邀參與中國(guó)IC獨(dú)角獸聯(lián)盟-車規(guī)芯片峰會(huì),并由汽車電子市場(chǎng)負(fù)責(zé)人袁野先生發(fā)表《智能汽車 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之道》的主題演講,分享得一微對(duì)汽車存儲(chǔ)的深刻理解和前沿應(yīng)用方案。

汽車架構(gòu)演進(jìn),存儲(chǔ)發(fā)展趨勢(shì)

袁野先生首先指出,受汽車電動(dòng)化和智能化浪潮的驅(qū)動(dòng),車用存儲(chǔ)市場(chǎng)快速發(fā)展,其速度遠(yuǎn)超其他存儲(chǔ)市場(chǎng)。汽車電子架構(gòu)正快速?gòu)哪K化向融合化、一體化趨勢(shì)演變,逐步形成一個(gè)中央計(jì)算域控加N個(gè)區(qū)域域控的終極架構(gòu)。在這個(gè)過程中,整車ECU的應(yīng)用成本和控制器間的布線成本得到了有效降低。

車用存儲(chǔ)芯片無論在形態(tài)、容量及接口等方面均發(fā)生了顯著變化。當(dāng)前主流的eMMC存儲(chǔ)芯片,正逐步被容量更大,性能更強(qiáng)的UFS 2.2 、UFS 3.1等取代。在得一微看來,未來,具備更大容量、更強(qiáng)帶寬的車用SSD,如PCIe 3.0、PCIe 4.0等將逐漸嶄露頭角。同時(shí),智能汽車對(duì)存儲(chǔ)容量的需求也在快速增長(zhǎng)。2021年單車存儲(chǔ)平均容量?jī)H為34GB,預(yù)計(jì)到2026年,這一數(shù)字將躍升到483GB以上,甚至可能超過智能手機(jī)的平均存儲(chǔ)容量需求。

在汽車各的各個(gè)ECU部件中,車用存儲(chǔ)或閃存芯片無處不在。它們以多樣化的容量和形態(tài),在底盤控制、數(shù)字儀表、行車記錄、智能輔助駕駛、T-box、行車記錄等應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著整車電子電氣架構(gòu)向域集中式發(fā)展,車用存儲(chǔ)也逐漸從車輛四周向域控制器進(jìn)行靠攏和匯集,單個(gè)車用存儲(chǔ)域控制器的存儲(chǔ)容量隨之成倍增長(zhǎng)。

創(chuàng)新存儲(chǔ)解決方案,應(yīng)對(duì)智能汽車挑戰(zhàn)

面對(duì)智能汽車領(lǐng)域的迅猛發(fā)展與AI技術(shù)的全面滲透,車用存儲(chǔ)正面臨前所未有的新需求與特性。如何應(yīng)對(duì)智能汽車的挑戰(zhàn),袁野先生現(xiàn)場(chǎng)分享了得一微在汽車存儲(chǔ)領(lǐng)域的前沿研究成果和應(yīng)用方案,為行業(yè)發(fā)展提供寶貴的參考與啟示。

新一代PCIe數(shù)據(jù)傳輸總線

最新的PCIe數(shù)據(jù)總線能夠輕松實(shí)現(xiàn)16GB/s、32GB/s、64GB/s乃至更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,遠(yuǎn)超當(dāng)前汽車存儲(chǔ)市場(chǎng)主流的嵌入式eMMC、UFS存儲(chǔ)芯片,更契合未來智能汽車對(duì)數(shù)據(jù)中心化、大容量及高帶寬的需求。不僅如此,PCIe總線在帶寬靈活性、延時(shí)性、拓展性、功耗管理、安全性等這些方面,相較于傳統(tǒng)的嵌入式存儲(chǔ)接口,具有更顯著的優(yōu)勢(shì)。

在此基礎(chǔ)上,CXL數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的引入,更是將存儲(chǔ)訪問模式從傳統(tǒng)的硬盤訪問升級(jí)為內(nèi)存訪問,實(shí)現(xiàn)了比PCIe更高的帶寬以及更優(yōu)的QoS,支持更多的總線交換接口,為未來智能汽車中日益增多的攝像頭、激光雷達(dá)、環(huán)境傳感器以及里程表等高精度、高頻率的數(shù)據(jù)采集與傳輸需求提供了強(qiáng)有力的支持。

分層分區(qū)存儲(chǔ)方案

分層存儲(chǔ)策略的本質(zhì)是將頻繁訪問的熱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在高性能高擦寫次數(shù)的SLC、pSLC閃存顆粒,而將較少訪問的冷數(shù)據(jù)遷移到成本更低、可靠性稍弱的TLC、QLC閃存顆粒上。通過分層存儲(chǔ)按需分配的方案,既有效降低車用存儲(chǔ)的成本,適應(yīng)當(dāng)下智能汽車成本敏感需求,又保證了數(shù)據(jù)避免意外的丟失,確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性和安全性。

在分層存儲(chǔ)之上的分區(qū)存儲(chǔ),主要是使用ZNS、FDP技術(shù),使車用存儲(chǔ)芯片和Host主機(jī)在數(shù)據(jù)放置上協(xié)作,按數(shù)據(jù)類型選擇存放位置,對(duì)齊數(shù)據(jù)與物理介質(zhì),提升性能,延長(zhǎng)壽命,降低寫放大與沖突,實(shí)現(xiàn)I/O隔離。

車載數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方案

AI快速發(fā)展的浪潮下,數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方案在車端AI應(yīng)用的前景愈發(fā)廣闊,覆蓋智駕端到端AI大模型、智能語音助手、個(gè)性化的駕乘體驗(yàn)、優(yōu)化路線規(guī)劃等。得一微認(rèn)為,車載數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)將極大幫助AI在車端場(chǎng)景的落地。

車載數(shù)據(jù)庫(kù)通過中間件實(shí)現(xiàn)車云數(shù)據(jù)交互,結(jié)合車端高精度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與云端強(qiáng)大計(jì)算能力,進(jìn)行AI模型訓(xùn)練和推理,實(shí)現(xiàn)算法實(shí)時(shí)更新,提升AI車用場(chǎng)景的時(shí)效性。

存算一體方案

存算一體技術(shù)將非常有助于V2X應(yīng)用的落地,特別是在智慧城市和智慧交通中。這里所指的存算一體技術(shù),將最靠近數(shù)據(jù)側(cè)的存儲(chǔ)控制芯片算力釋放出來,直接處理V2X中的高算力需求任務(wù)(如簽名、驗(yàn)簽、密鑰管理等),減少數(shù)據(jù)傳遞,顯著提升響應(yīng)速度并降低延時(shí)。

同時(shí),隨著智能駕駛輔助等級(jí)的提升,對(duì)CPU、GPU、SOC的算力需求在不斷提高。存算一體方案將有效減輕GPU、CPU負(fù)荷,并大幅降低SOC成本,適應(yīng)智能駕駛輔助等級(jí)提升帶來的算力挑戰(zhàn)。

多端口BGAPCIe SSD方案

多端口BGA SSD可以作為汽車中央存儲(chǔ)計(jì)算單元,通過各端口與座艙、ADAS、網(wǎng)關(guān)等SOC連接,高效處理并存儲(chǔ)不同數(shù)據(jù)到所需區(qū)域。其獨(dú)立性優(yōu)勢(shì)確保非核心SOC無法未授權(quán)訪問核心數(shù)據(jù),避免影響、識(shí)別、銷毀核心SOC的數(shù)據(jù),這將最大的保證對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖璨l(fā)性和數(shù)據(jù)獨(dú)立性,并降低各個(gè)SOC對(duì)于車用存儲(chǔ)的硬件成本。

在未來中央計(jì)算以及高等級(jí)輔助駕駛的SOC當(dāng)中,常采用雙冗余系統(tǒng)互相監(jiān)督,互為備份。多端口BGA PCIe SSD通過每個(gè)端口直接和重要的SOC相連,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)共享,確保車輛數(shù)據(jù)與安全在失效時(shí)不受影響,有效滿足未來中央域控與高級(jí)輔助駕駛的架構(gòu)發(fā)展需求。

得一微車規(guī)存儲(chǔ)解決方案,賦能智能汽車發(fā)展

得一微的車規(guī)存儲(chǔ)芯片在容量、功耗、性能、溫寬、壽命、數(shù)據(jù)完整、穩(wěn)定可靠、分區(qū)管理等多個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)上展現(xiàn)出了卓越的優(yōu)勢(shì)。通過采用高等級(jí)的糾錯(cuò)算法,有效應(yīng)對(duì)可能的誤碼問題,保證數(shù)據(jù)的完整性。公司從設(shè)計(jì)原理優(yōu)化到制程管控等多維度出發(fā),全方位提升車規(guī)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。此外,得一微在芯片設(shè)計(jì)的初期階段就將全面的質(zhì)量管控納入考量,確保從設(shè)計(jì)到成品的每一步都嚴(yán)格遵循高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求,竭盡全力打造更加貼合整車廠和Tier1廠商需求的存儲(chǔ)產(chǎn)品和解決方案。

得一微以其在智能汽車存儲(chǔ)領(lǐng)域的深厚技術(shù)積淀和前瞻視野,不斷突破車用存儲(chǔ)芯片的能力邊界,公司持續(xù)以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng),正加速推進(jìn)UFS4.0、PCIe5.0、CXL等前沿產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā),將為汽車應(yīng)用場(chǎng)景帶來更多驚喜和突破,為智能汽車的未來發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

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