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

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

▲圖1.特斯拉的HW3中使用的存儲芯片

▲圖2.Zonal架構(gòu)下的存儲需求

Part 1

汽車存儲器的需求和市場估算

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

隨著圖像技術(shù)的處理進化，智能汽車使用8-12個攝像頭，800萬像素的分辨率，60幀/秒的刷新率和16位深度，使數(shù)據(jù)流速率達到近10GB/s。汽車上也開始使用手機上使用的LPDDR4和LPDDR5，為了滿足比移動應(yīng)用程序要求更高的汽車級認(rèn)證需求，它們的功能正得到加強。LPDDR5特別適用于最新型車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.汽車存儲的需求

智能車輛的運算功耗受到限制，未來的E/E架構(gòu)和汽車內(nèi)存，也需要配合計算的過程變得更加節(jié)能。下一代汽車內(nèi)存需要在帶寬、時延、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應(yīng)用和系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要的作用，很多存儲功能都使用非易失性內(nèi)存。

▲圖4.每種應(yīng)用的NAND閃存的密度和存儲類型

根據(jù)Yole 2021年的數(shù)據(jù)，汽車的增長確實是高速在增長的。從2020年到2026年，DRAM 35%（每個系統(tǒng)的GB），NAND 57%的增速，這個對比手機、平板增長快了3倍。

▲圖5.不同領(lǐng)域的存儲需求分解

Yole的報告里面也有一個示意圖，實質(zhì)上智能汽車的變革速度是比較慢的，和消費電子如手機等大類比起來，基數(shù)很小。

▲圖6.汽車業(yè)務(wù)的特點

Part 2

汽車存儲的特點

由于汽車行業(yè)的要求，存儲器企業(yè)需要支持AEC-Q1004 汽車級質(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)計到遵循IATF 169495標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)。從軟件開發(fā)角度來看，此汽車軟件性能改進于能力確定（ASPICE6）標(biāo)準(zhǔn)，功能安全（ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)），這些汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有助于確保利益相關(guān)方在整個產(chǎn)品生命周期中進行清晰的溝通。可追溯性不僅能夠助力產(chǎn)品設(shè)計師、工程師和測試人員滿懷信心地從事開發(fā)工作，而且能夠使市場更安全、車輛更可靠。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。 

汽車內(nèi)存也需要糾錯碼（Error Correction Code, 簡稱ECC8）、內(nèi)建自測（Built-In Self-Test，簡稱BIST9）和循環(huán)冗余校驗（Cyclic Redundancy Check，簡稱 CRC10）的開發(fā)，需要具備更好耐溫性能的位單元，并為刷新過程中失去電荷的DRAM裸片引入糾錯功能。

NAND Flash是有擦寫壽命限制的，而汽車領(lǐng)域?qū)τ谲囕v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，十年的總寫入量可以支持20TB。這個特斯拉的問題，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。這就會導(dǎo)致原本可以保證安全行駛八年或者十年不出問題，但隨著工作負(fù)載的增加，NAND Flash車載容量消耗會加快，可能會遭遇用到第四年或者第五年機器無法啟動的情況。

▲圖7.特斯拉的存儲選用沒有考慮發(fā)展的問題

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做鋪墊，哪怕單純是為了壽命考慮也得這么考慮。所以將來智能汽車也卡在存儲的需求上，我們能解決汽車能開的問題，但是讓智能汽車更好地發(fā)展，一方面需要蘋果和特斯拉這樣的先行企業(yè)往前開拓出軟件的路子，另一方面也需要高算力+大存儲和超級服務(wù)后臺支持。

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