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[导读]美光率先发布支持PCIe4.0接口的车规级四端口SSD

从传统燃油汽车向智驾汽车的演进,是汽车百年来的又一次重大革命。作为整个革命的基础,整车的电子电气架构已经发生了重大的变化——从传统Flat架构到Domain架构,再到Zonal架构。这场整车E/E架构的升级,对于整个汽车供应链都是一次颠覆。而从OEM、到Tier1、Tier2、Tier3...最终架构的实现首先还要落在芯片供应商这一端,其提供的芯片必须能够适应新的汽车中央域控架构的功能需求。作为内存和存储的领导者,美光也率先推出了车规级新品——4150AT SSD,通过多端口设计大幅降低中央域控架构汽车的整个系统成本。

近日美光在北京召开了以汽车为主题的媒体见面会,美光企业副总裁暨嵌入式产品事业部总经理Kris Baxter先生进行了精彩分享,并介绍了新品全球首款四端口SSD——美光车规级4150AT SSD。


汽车架构从Domain走向Zonal,车规级存储面临新挑战

许多早期汽车使用的架构属于传统的Flat架构。在这种架构下,所有的电子控制单元(ECU)都连接到一个中央总线,共享一个中央存储器。这种架构在早期的汽车中比较常见,例如20世纪90年代的一些车型。现代汽车中常见的Domain架构是将整车被划分为不同的功能域,每个域由一个或多个控制器管理。例如,一辆车可能有一个动力总成域、一个底盘域和一个车身电子域。每个域都有自己的存储器,控制器之间通过通信总线进行数据交换。

Zonal架构已经在一些新型电动车中有所应用。在这种架构下,车辆被划分为几个不同的功能区域,每个区域集成了多个功能模块,如传感器、控制器等。Zonal的网络架构发展也存在着不同的版本,包括树型拓扑、星型拓扑和环形拓扑。

针对不同E/E架构,目前也有两种主流的存储架构形式,包括集中式存储和分布式存储。

分布式存储是每个域控SoC都对应着自己的一个存储器,这样有多少个SoC就至少需要多少个同等数量的存储器,而存储器的类型可以是UFS、e.MMC或SSD。集中式存储则是多个SoC均连接至同一个PCIe开关,然后通过高速PCIe来访问同一个SSD中的数据,进行读写操作。

两种不同存储形式的优缺点显而易见:分布式存储中每个SoC的存储空间大小和种类都可以灵活配置,但相互之间没有办法实现数据共享;集中式存储需要多块SSD,可通过软件虚拟机监控器实现数据共享能力,但PCIe交换就成本高昂。

有没有一种更简单、稳定、高效且低成本的存储方案,能够更好地满足汽车Zonal架构呢?美光最新推出的全球首款四端口SSD——美光车规级4150AT SSD成为最优解。


美光4150AT SSD:显著降低汽车集中式存储系统成本

美光4150AT SSD堪称是面向Zonal架构的汽车存储典范,它是建立在数据中心 SSD所支持的灵活性和可扩展性的基础上,将双端口的数据中心SSD的端口数增加到了4端口,从而实现对于多域的SoC的数据共享。4150AT SSD支持单路输入/输出虚拟化(SR-IOV)和PCIe4.0接口,达到了ASIL-B的车规功能安全等级。

与普通的车规级单端口SSD相比,4150AT SSD无需车规级PCIe交换芯片即可实现多系统间共享同一个实体硬盘的容量;美光还对车用多虚拟机环境进行了优化,4150AT SSD支持同时运行多达64个虚拟机;该产品以BGA封装形式提供,采用176层TLC NAND闪存,经过配置后,可支持单层单元(SLC)和高耐用度(HE-SLC)数据耐用度组;符合NVMe 2.0规范,已通过ASIL-B和ASPICE L3认证;其随机读取和随机写入速度分别为600K/100K IOPS;容量可选220GB、440GB、900GB和1.8TB四种,对应TBW分别为160TB、320TB、640TB和1280TB。

据Kris Baxter介绍,汽车内包含多个需要管理的域,如IVI系统、模拟系统、ADAS系统以及具备抗干扰能力的连接系统等。这些设备大多通过本地或中央域控制器进行运行。在美光的全球首款四端口4150AT SSD问世之前,每个设备都需配置本地存储。例如,有的设备作为执行IVI功能的域控制器,有的负责特定任务,还有的则负责连接功能。每个设备都需要有针对其所在域的本地存储解决方案。

而这种分布式存储,一是不能实现数据整合,产生共有价值的发现;二是每一部分的存储容量可能都无法充分利用,这样几个加起来就积累了很多未使用的容量。而如果通过4150AT SSD将几个不同的预控SoC的数据整合在一起,就可以充分利用多个不同SLC中的数据。例如让ADAS和车机导航都访问同样的高清地图数据,实现存储设备的利用率的最大化。

据悉,一套PCIe交换机的费用可能就高达数百美元,再叠加上统一存储方案带来存储利用率提升、来自系统的线缆、占板面积等的优化,4150AT SSD帮助客户实现了系统成本的显著降低。此外,4150AT SSD为整车系统带来了卓越的性能和更低的延迟,单盘的数据安全性也更容易得到保障,从而有效帮助客户降低了TCO。


结语

当今的车辆正在从传统的Domain架构迁移到Zonal架构,而且这种趋势正在持续加速。麦肯锡预计,到2030年Zonal域架构车辆的全球份额将达到18%左右。而伴随着这种趋势的到来,传统的车规级存储方案,仅仅满足车规功能要求是不够的,更要符合这种多域的数据融合的趋势,帮助OEM和Tier1实现更有价值的数据挖掘。

美光4150AT SSD正是符合汽车转向Zonal架构的集中存储方案首选,而从系统成本上带来的巨大降低,不仅能够帮助其客户实现更具成本优势的智能汽车,最终也会惠及广大汽车消费者。

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