汽车存储SSD面临的挑战与机遇

随着汽车行业的不断发展，对存储的需求也在不断的变化中。早期阶段的汽车对存储的需求主要是收音机、播放器、导航仪等，有些还可以支持光盘和U盘的外接播放。中期阶段，也是当前主流的燃油车行车记录、多媒体、车联网的需求，对存储性能提出了更高的要求。这些年自动驾驶的火热，对实时数据计算、存储、决策的整个架构有了颠覆性的变革。

伴随这个汽车工业的发展趋势，存储的形势也在不断的演进。依次包括了裸NAND颗粒、SD卡、eMMC、UFS、PCIe接口存储设备等。NAND存储颗粒，主要是MLC、TLC。QLC目前不太可能用于汽车存储，危险系数太高～保命要紧！

外接的存储形态主要也是SD卡，USB设备，pcie接口SD卡和CF卡。其中SD卡相对比较便宜。

整个车载存储可以分为两大类，对存储需求也不完全一样：

• 多媒体需求：主要增强驾驶体验，需要触碰、声控、视频播放、高分辨率、数据快速读取等，这就需要有强大的CPU处理和GPU渲染能力以及足够的存储空间。

• 自动驾驶需求：安全是第一位的。ADAS，Advanced Driver Assistance System，中文解释：高级驾驶辅助系统。需要足够的硬件冗余保证，传感器中央系统、图像或者激光雷达传感融合、传感器产生的数据存储用于AI训练学习。这就要求需要有强大的CPU和AI超算能力，同时具有高的数据存取带宽。在2024年，自动驾驶的需求带宽将是多媒体需求的4倍，达到400GB/s.

ADAS自动驾驶过程中，预计每天产生的数据将会超过5TB，部分场景每天产生超过20TB的数据。面对在这么多数据存储需求，存储方案有哪些创新与优化？

• 传统的架构中，车载的多个模块，辅助驾驶ADAS、车载电子、动力系统、驾驶舱设备、车载链接都是独立处理的单元。
• 创新架构采用软件定义中台系统（software-defined and centralized system），依托ECU控制单元，集中管理所有的模块。数据也存储在PCIe接口的NVME SSD之上。

传统架构中的虚拟化是在上层完成，对CPU的消耗也非常大。虚拟化完成后在通过虚拟化管理界面访问NVME SSD。一个NVME SSD物理设备对应多个虚拟机，但是同一时刻只能与一个虚拟机绑定。比如T1时刻与VM1绑定，在T2时刻VM2需要访问NVME SSD时，就需要先跟VM1发送请求，由VM1获取数据再传递给VM2，这样整个过程其实增加了一次虚拟设备传输时间，延迟增加明显，同时也会影响其他虚拟机的正常工作。

在NVME协议中，有一个非常重要的功能，就是SR-IOV (Single Root Input/Output Virtualization)。SR-IOV的作用就是可以将一个物理设备虚拟化出多个设备，这个虚拟化在物理层完成，并与上层的虚拟机一一对应。引入SR-IOV技术后，不同虚拟机之间相互不影响，可以同时与NVME SSD物理设备交互。

不论哪种技术创新，汽车存储要求的都是安全第一，可靠性也会有别于其他存储场景的要求。比如常规的存储颗粒的工作范围一般是0-70摄氏度，车规级存储颗粒要求是在零下40摄氏度-85或者105摄氏度。同时也需要完成IATF16949合规认证、ASPCIE认证、ISO功能与网络安全认证等。

除了硬件稳定性与安全合规认证，公众还有另外一个担心。而且随着汽车越智能，大家的担心越是萦绕心头。汽车这么多的芯片和电子器件、以及车联网，万一被黑客入侵怎么办？是不是会出现车辆行驶过程的失控，生命也完全被黑客控制？

参考一份IoT物联网被攻击的数据，2021上半年就比2020下半年高出1倍。98%的IoT设备均未完成数据加密。其中41%的网络攻击均来自未加密的设备。

大家的疑虑也是给智能汽车与自动驾驶提出了更高的安全性，需要控制设备的操作权限与加密、数据完整性与数据的私密性。