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未来车辆需要的内存容量将达TB级

时间:2017-06-09 作者:Junko Yoshida 阅读:
对于未来高度自动化或完全自动驾驶的汽车来说,究竟需要多少内存才足以撷取、处理和储存数据?连网车辆需要高达TB级的数据储存空间吗?

对于高度自动化或完全自动驾驶的汽车来说,到了2020年,需要多少内存才足以撷取、处理和储存数据?ZrbEETC-电子工程专辑

汽车和内存产业专家之间的共识是,连网车辆至少需要数百个10亿字节(gigabyte;GB)的数据储存空间,甚至可能高达兆字节(terabyte;TB)的容量。ZrbEETC-电子工程专辑

由于预先考虑到这些需求,Western Digital (WD)在五月初推出了一款专为车用市场所设计的嵌入式闪存——产品名为iNAND 7250A,符合车用等级,要求在车辆内部和周围极端条件下仍能可靠地运作,甚至是在温度低至-40℃以及高至105℃的环境。ZrbEETC-电子工程专辑

WD预估在未来五年,汽车市场对于内存的需求将大幅成长。WD车用产品部门资深营销总监Martin Booth提到,每辆车对于更高数据储存容量的需求不再仅限于信息娱乐系统,更多需求将会来自于自动驾辅助系统(ADAS)与自动驾驶车,提供作为智能数据储存子系统,从而达到更高的安全性。
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图1:英特尔描绘2021年的自动驾驶车样貌 (来源:Intel)ZrbEETC-电子工程专辑

但未来的车子需要用到TB级容量的内存吗?ZrbEETC-电子工程专辑

我们访问了WD与业界分析师之后,整理出以下说明,首先从目前的半导体储存需求开始。ZrbEETC-电子工程专辑

市场研究机构The Linley Group的资深分析师Mike Demler告诉我们:“我没有确切的统计数字,但是平均来说,目前这方面的需求相对较小,每辆车大约需要60个处理器,但大部份是8位微控制器(MCU),每颗芯片只需要少量的闪存。”ZrbEETC-电子工程专辑

Demler并补充说:“然而,对于那些豪华型的车子,像是Tesla,配备大型平面屏幕,在储存需求上接近一台标准的平板计算机,大约是数十到数百GB的内存容量。”ZrbEETC-电子工程专辑

数据储存咨商公司Coughlin Associates创办人Thomas Coughlin认为,信息娱乐系统已经搭载了数百GB的容量,用于储存与内存。若要再成长,未来须透过ADAS与更高分辨率的娱乐相关应用。他说:“一般来说,会提高储存容量需求的是视讯,包括来自车辆视觉系统与娱乐系统的需求。”ZrbEETC-电子工程专辑

处理感测数据ZrbEETC-电子工程专辑

无论如何,车用内存市场的巨大变化,就在于ADAS与自动驾驶车必须持续且实时处理的感测数据一直在增加。同样重要的问题是必须保留多少撷取到的数据。ZrbEETC-电子工程专辑

通常,高度自动化驾驶的车辆仰赖大量的传感器,包含高分辨率(HD)摄影机与光达(lidar)系统,用来辨识周围环境。目前已可看到搭载八台HD摄影机的高阶车种,很快地也将会看到搭载光达系统的自动驾驶车。ZrbEETC-电子工程专辑

例如,Google的自动驾驶车(如今隶属于Waymo),每秒可以处理1GB容量的传感器数据。ZrbEETC-电子工程专辑

WD的Booth解释:“传感器数据会先被压缩,然后再储存在缓冲存储器内。”ZrbEETC-电子工程专辑

Coughlin解释,自动驾驶车会处理大部份的数据,仅储存一小部份数据。他提到:“虽然某些数据会上传到云端,但实时的数据处理还是得在车上进行。”ZrbEETC-电子工程专辑

换句话说,如同Booth所指出的,当车子在路上行驶时,每秒仍需储存数十个兆字节(megabyte;MB)容量的数据,之后再上传到云端进行数据分析。ZrbEETC-电子工程专辑

至于车内要储存多少数据以及储存多长的时间,要看监管单位与原始设备制造商(OEM)如何决定。Booth补充说明:“有可能需要高达数百GB的容量。每个电子控制单元(ECU)或行车计算机系统可以依其需求使用一个或多个储存设备。”ZrbEETC-电子工程专辑

HD地图ZrbEETC-电子工程专辑

自动驾驶车所仰赖的HD地图将有助于带动下一波车用数据储存市场的高度成长。ZrbEETC-电子工程专辑

The Linley Group的 Demler表示日前在英特尔(Intel)举办的自动驾驶研讨会上,曾有机会与导航图资供应商HERE交换意见。“他们并未提到储存方面的需求数字,但从我的研究来看,大约需要数百GB,具体取决于储存的图资区域大小。”ZrbEETC-电子工程专辑

Demler补充说:“未来配备Mobileye道路体验管理系统(REM)的自动驾驶车,将会搭载固定的储存设备,支持实时数据更新,因而将再增加储存容量的需求。”ZrbEETC-电子工程专辑

WD的Booth解释:“根据公司内部预测,有些HD或3D图资系统需要128GB到256GB的储存容量,在未来五年还会提高到256GB或更高。”ZrbEETC-电子工程专辑

Demler指出:“自动驾驶车的‘大脑’等同于一台功能强大的计算机或小型服务器,它们将会需要数百GB的储存容量。”ZrbEETC-电子工程专辑

简言之,在接下来的五年内,Booth认为,自动驾驶系统——包含信息娱乐系统、人工智能(AI)数据与HD地图,将会带动超过0.5TB的内存需求。ZrbEETC-电子工程专辑

黑盒子ZrbEETC-电子工程专辑

再来聊聊每辆车都会有的黑盒子,它究竟需要储存多少数据?这些数据必须在车内保存多久?ZrbEETC-电子工程专辑

Booth谈到:“这必须由主管机关来决定,不同区域(国家)的情况也不一样。有些时候只需要储存最后三十分钟的影像数据,有时可能需要长达一个月。车队管理公司通常会储存较多数据,且保存时间较长。”ZrbEETC-电子工程专辑

4TB资料量?ZrbEETC-电子工程专辑

值得一提的是,英特尔正将自家公司定位为一家“资料公司”(data company),并提出自动驾驶车每天产生大约4TB数据量的看法。在与英特尔针对这点反复进行讨论后,Demler发现这是英特尔的误解——这些资料量代表训练测试车的需求量。他说:“即使自动驾驶车产生这么多的数据,也不代表全部都必须储存与上传到数据中心。”ZrbEETC-电子工程专辑

图2:英特尔认为自动驾驶车每天产生大约4TB的数据量。但The Linley Group资深分析师Mike Demler在与英特尔讨论后发现,这些数据是训练测试车而产生的,实际需要的数据量并没那么多ZrbEETC-电子工程专辑

不同类型的内存ZrbEETC-电子工程专辑

当然,车内所使用的内存有很多种,包含用于操作与编码内存的SRAM、DRAM与EEPROM,而NOR与NAND闪存用于程序代码储存20170608-intel-autodrive-2;NAND闪存则用于操作储存与固态硬盘型闪存,而传统硬盘(HDD)可用于大量储存,特别是信息娱乐系统。ZrbEETC-电子工程专辑

Coughlin观察到美光(Micron)、SanDisk(现在属于WD)、东芝(Toshiba)已经进入车用内存与储存市场了。他说:“美光提供各种挥发性内存、NOR和NAND闪存,WD/SanDisk制造NAND闪存,东芝则提供容量高达320GB的特制硬盘,主要针对信息娱乐应用。”ZrbEETC-电子工程专辑

在这些厂商中,Coughlin提到美光与WD是车用市场中最广为人知的两大品牌。他补充:“所有的闪存供应商正积极抢进车用市场,三星也是其中之一。”ZrbEETC-电子工程专辑

WD发现许多车款仍采用硬盘(HDD)作为储存设备,并预估将持续沿用至未来十年。该公司解释,当这些硬盘被设计并应用在车上时,以闪存为基础的车用级储存设备解决方案还无法提供当时所要求的容量。然而,该公司强调,“如今,当闪存的容量持续提升,NAND闪存由于明显具有稳定可靠与高效能的好处,实际上已能满足大部份的车载要求。”ZrbEETC-电子工程专辑

WD正致力于使其新推出的嵌入式闪存符合各种不同的汽车应用,从日趋复杂的信息娱乐与导航系统中产生、接收与处理资料,到运用在诊断系统进行持续的处理与分析,一直到车对车(V2V)与车对基础设施(V2I)持续进行数据串流等。ZrbEETC-电子工程专辑

为了让非挥发性内存产品通过ISO26262认证,WD提到该公司的新产品iNAND 7250A包含强化的断电(数据)保护、全面的内存健康状态监测以及进阶诊断工具。ZrbEETC-电子工程专辑

根据内部测试结果,iNAND 7250A的容量高达64GB,符合AEC-Q100 Grade 2(-40℃~105℃)与AEC-Q100 Grade 3(-40℃~85℃)的要求,搭载企业级闪存与控制器,并支持e.MMC 5.1规格、连续写入速度高达110MB/s以及连续读取速度高达300MB/s。ZrbEETC-电子工程专辑

搭载TB内存容量所需的价格ZrbEETC-电子工程专辑

高度自动化的车辆也许需要1TB的内存容量,但并非每家汽车OEM都认为如此。ZrbEETC-电子工程专辑

未来,高度自动化车辆是否都得装载高达TB级的内存容量?华创车电技术中心(Haitec)前瞻工程部资深经理陈正夫认为并非如此。他说:“我并不在意你说我们还需要多少内存,而是必须找到工程方案来减少所需的内存容量。如果我们无法供应,就不会在车上使用这么大量的内存。”ZrbEETC-电子工程专辑

整体汽车电子成本将会因导入新功能而大幅提高,例如导航与自动驾驶等。WD提到:“一般来说,这些功能只会应用在一部份特殊车款而已,例如豪华型(EX)而非基本款(LX),消费者会为了这些功能而多掏出钱来。”ZrbEETC-电子工程专辑

WD的车用级解决方案包含eMMC规格的iNAND嵌入式闪存与SD卡。但该公司并未透露有关这些产品的营收成长预估数字。ZrbEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载ZrbEETC-电子工程专辑

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Junko Yoshida
ASPENCORE全球联席总编辑,首席国际特派记者。曾任把口记者(beat reporter)和EE Times主编的Junko Yoshida现在把更多时间用来报道全球电子行业,尤其关注中国。 她的关注重点一直是新兴技术和商业模式,新一代消费电子产品往往诞生于此。 她现在正在增加对中国半导体制造商的报道,撰写关于晶圆厂和无晶圆厂制造商的规划。 此外,她还为EE Times的Designlines栏目提供汽车、物联网和无线/网络服务相关内容。 自1990年以来,她一直在为EE Times提供内容。
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