人工智能与自动驾驶的结合使得汽车在完成各种智能化服务的同时，产生了一批又一批的海量数据，如何对这些数据进行精确处理，以及如何以一种安全方式对这些数据进行写入、读取以及替换，是解决自动驾驶车辆安全的基础。作为这一系列数据处理的载体，车用存储器已成为自动驾驶发展的根基。
自动驾驶扩容存储需求
车用存储器种类很多，以目前汽车存储市场估算，每辆车中会有8GB的Mobile DRAM、25GB的NAND Flash等各种闪存。随着自动驾驶等级的提升以及存储带宽的发展，车用存储从68GB/s的LPDDR4发展至896GB/s的GDDR6。从存储器容量的发展脉络来说，随着对写入速率、准确率以及性能的要求越来越高，车用存储从e-MMC转变至UFS，未来还将转变至PCle。
是什么推动了车用存储器在上述的横纵方向上逐步升级发展？集邦拓墣产业研究院分析师林雅惠向记者解释，随车辆智能化发展，未来驾驶体验提升、安全性能优化和法规要求三大方向将拉动车用内存的需求。“驾驶体验提升，是指现阶段车载信息娱乐系统功能的向上升级与优化，包括更多的信息显示需求、更高的影像分辨率、人脸识别或语音控制等新型态的人机互动接口等；安全性能优化则是透过更多的车身传感器进行环境感知，并透过感测融合作出车辆控制的命令，自动驾驶第三级以上车辆通常会加以高精地图的辅助，以便实现更全面与实时的信息搜集；而真正进入自动驾驶第四级以上的车辆，动态环境响应将由自动驾驶系统执行，并且按照各国法规要求，将所有感测到的信息与做出的决策记录于车辆中。”林雅惠对《中国电子报》记者说。
在林雅惠所述的三大方向中，提升驾驶体验是所有技术的追求目标。在行车过程中，人们要求能够精确、及时的掌握驾驶环境，并利用一系列的车载应用，自动制定行车规划，而这些行为都离不开车用存储器性能的提升。美光科技汽车系统高级总监Robert Bielby向《中国电子报》记者表示，随着自动驾驶汽车的发展，半导体存储器容量和计算性能也会快速、显著的增长。
“数据显示，自动驾驶第五级的计算需要每秒超过100万亿次浮点运算的计算性能，以及2万亿字节/秒（TB/s）以上的相关存储带宽。影响计算和存储性能级别的因素有很多，包括算法效率、底层架构的性质和真正的第五级自动驾驶的能力。”Robert Bielby说。
此外，Robert Bielby向记者表示，高级驾驶员辅助系统（ADAS）以及更高级别的自动驾驶，不仅会推动对存储器高带宽的需求，还将提高对存储容量的需求。“为了支持一些项目应用，自动驾驶会根据目标架构以及最终的3D绘测，产生出一种存储容量增长趋势。例如，在基于激光雷达的3D地图中，极高分辨率地图的存储容量就会从100GB升级，容量甚至超过500GB。”Robert Bielby对《中国电子报》记者说。
存储器的高性能和大存储容量会用到哪里？林雅惠表示，目前车用存储的最大应用需求主要来自于车载信息娱乐系统和ADAS。Robert Bielby也认为，自动驾驶汽车存储器的应用不仅要关注于ADAS驾驶功能，也要关注车载娱乐功能。“虽然未来驾驶员可能不再需要关注实时路况，但预计驾驶员和乘客对娱乐体验的需求会提升。因此，除了ADAS/自动驾驶汽车需要存储容量之外，与娱乐相关的应用也会产生大量的存储容量需求，其中包括操作系统和相关内容。据预测，随着4K视频流/娱乐成为主流，1TB存储将成为未来几代高端汽车的常见配置。”Robert Bielby说。
存储面临安全性挑战
目前车载存储市场竞争激烈，庞大的市场需求吸引着各大存储厂商纷纷布局，三星、西部数据、东芝、美光等诸多知名企业陆续推出车载市场的存储产品。东芝半导体在2018慕尼黑电子展上推出了其车载应用的e-MMC产品，力求解决智能处理的设备在运算时对存储器越来越高的要求。美光同样推出全球唯一的整套解决方案，包括了车载存储NOR、管理型NAND、DRAM以及各项优化方案。林雅惠向记者表示，美光的一整套解决方案使得其在车载存储器领域占据了重要地位。“在车用存储领域，美光是NAND Flash制造厂中最为重要的一家，它同时为NOR Flash、SLC NAND等产品提供解决方案，因此，在嵌入式领域内产生了很大影响。”林雅惠说。
虽然整套的产品解决方案在目前的车载存储器市场上比较完善，但是林雅惠向记者表示，在整套的解决方案之外，提升存储器寿命或将成为未来车载存储器厂商面临的一个挑战。“就闪存而言，容量的提升与耐用度往往相悖而行，在车用存储的容量持续提升时，如何兼顾长达10年至15年的读写寿命，将会是厂商面临的一大挑战”林雅惠说。
对于车用存储器老玩家来说，如何延长存储器使用寿命可能成为未来需要思考的一个问题，但是对于新玩家来说，如何为客户提供合适的、高质量、高可靠技术支持的产品成为考量之重。有些新玩家入门较短，对于汽车领域的各种解决方案和需求不求甚解，因此难以按照客户需求为其提供合适的产品和解决方案，甚至一些技术上的不成熟，也会导致新玩家难以通过国际标准认证。“在存储器市场扩大后，对于新进入的厂商来说，如何顺利通过AEC-Q100等车规认证，将会是另一道重要的关卡。”林雅惠说。
AEC-Q100是汽车集成电路（IC）的重要应力测试标准，为了保证自动驾驶汽车的安全性，全球存储器供应商都需要通过这项测试。除了AEC-Q100之外，还有质量管理系统认证体系QS 9000/TS 16949规范、生产零件批准程序PPAP等多项保证自动驾驶安全性的规范准则。“随着行业向全自动驾驶这个目标不断迈进，安全和安防成为了人们开始高度关注的两个关键领域。”Robert Bielby说。
对安全和安防的高要求同样表现在车用存储器上。Robert Bielby向记者表示，第五级自动驾驶需要遵循汽车安全完整性等级（ASIL）D标准规定的业界最严格的质量和安全标准要求。ASIL安全标准采用系统方法解决问题，确保所有组件、硬件、软件和中间件等被视为一个整体，并且有望在实际应用中有效实现零故障。而对于自动驾驶系统遭受黑客攻击等危险，Robert Bielby表示可能会危及系统安全。“安防的失控可能让恶意人员有机会控制车辆，以达到各种引起争议的目的。”Robert Bielby说。
对于未来如何解决车载存储器在安全和安防方面的问题，Robert Bielby表示，目前美光针对安全问题已经着手成立独立的团队来设计安全解决方案。据记者了解，目前美光针对一些要求严格的应用推出了Authenta技术解决方案，解决防御和深层安防问题。“为了解决‘认证’和‘零日漏洞攻击’等重要的安全问题，Authenta技术会确保对存储源进行验证，并将其视为原始源代码，阻止业界一些最复杂的黑客行为。”Robert Bielby向记者介绍时说。（记者 顾鸿儒）
转自：中国电子报
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