自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

来源:业界供稿    2021-06-03 14:19:44

关键字: 西部数据

近几年来,各行业纷纷跨界加入造车行列,不说传了多年要造车的国外手机巨头、出资纯电动汽车的科技互联网大厂,国内的科技企业也在跃跃欲试,比如阿里巴巴、华为、百度、小米和滴滴出行。

转载自电子发烧友

 

近几年来,各行业纷纷跨界加入造车行列,不说传了多年要造车的国外手机巨头、出资纯电动汽车的科技互联网大厂,国内的科技企业也在跃跃欲试,比如阿里巴巴、华为、百度、小米和滴滴出行。

 

除了这些高科技企业,还有小马智行、文远知行、AutoX、赢彻科技和主线科技等新兴的自动驾驶初创企业;超星未来、奥特贝睿、宏景智驾等专注于私家车高阶自动驾驶研发的新型一级供应商;以及纯电动车起家的蔚来,小鹏,理想等造车新势力,都纷纷加入汽车产业链,推动了汽车电动化和智能化的进程。

 

自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

西部数据资深产品市场经理额日特

 

也正是这些新玩家的加入,使得传统汽车产业链受到了前所未有的压力,同时也推动了传统汽车厂商加速新技术和新应用的落地。在西部数据资深产品市场经理额日特看来,随着汽车智能网联的不断推进,汽车的电子电气架构(E/E)也随之变化,从最初的分布式架构向域融合和中央控制单元过渡。

 

轮子上的智能手机,对存储架构提出更多要求

如今,不少人业内人士都认可汽车在向“轮子上的智能手机”演变,这个转变,让厂商开始将越来越多的摄像头、雷达、激光雷达等传感器、电动机,甚至以太网、人工智能等技术都引入汽车。

 

自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

 

额日特认为,更多传感器的引入,网联技术、人工智能技术的增加,以及汽车电子电气架构的改变,对汽车内存储产品的要求发生了很大的变化。

 

“在汽车存储领域,单车存储的数量将会显著降低,容量则会显著提升。”额日特在不久前广州举办的Auto Tech 2021上演讲时指出。

 

Counterpoint的报告也印证了这一点,该分析机构预计,未来十年内,汽车单车的存储容量将会达到2TB左右。“目前车内存储主要用在智能座舱和中控系统,且燃油车以32GB为主,电动汽车一般使用64GB,或128GB,相对于2TB来说,还有一个巨大的提升空间。”额日特表示。

 

他分析称,为了应对汽车电动化、智能化、网联化,及自动化方向的发展,存储产品也面临这很多挑战,主要有四个比较重大的挑战:

 

一是数据的可靠性安全性,这是存储厂商所面临最基本和最严苛的挑战,也是相关法规及保险责任靠量的关键因素。因为对于自动驾驶来说,数据的可靠性和安全性意味着生命的安全。

 

存储厂商在数据可靠性和安全性方面也做了不少工作,额日特拿e.MMC、UFS和SSD来说,存储单元是由两个部分组成的,一部分是存储介质Raw NAND,另一部分是控制器和固件。

 

为了保证更好的TBW(Total Bytes Written),即产品生命周期里能承受的总写入数据量,存储厂商一般都会通过控制器和固件对底层做一个读写均衡。“TBW通俗地讲就是耐擦写,意思是NAND Flash是有寿命的,如果数据手册里规定了NAND Flash的擦写次数是3,000次,客户就需要考量该TBW是否满足自己的应用需求。”

 

还有一个是主机锁定,即在汽车主机上焊上一个内存,加了主机锁的内存放到另外一个主机上是没有用的,因为它已经与原来的主机做了锁定,这样也可以确保数据的安全。

 

另外,写保护也是一个很重要的功能,比如汽车如果出事故了,有的用户担心数据会被汽车厂商篡改,“我们存储厂商在与主机厂商、Tier 1企业一起共同努力,协商一个有效的协同保护机制,确保车辆在发生事故后,在警察没有查看数据之前,没有任何一家,包括内存厂商都无法篡改存储器内的数据,以确保司法监管在调查的时候的公正性和严肃性。”额日特表示。

 

二是复杂的应用场景,随着电子电气架构向域及中央控制单元转变,应用的融合对存储的要求也变得更加复杂,不再是单一的读或写。比如导航是一个读密集型操作,行车记录仪是一个写密集型操作。

 

特别是随着电子电气架构的改变,融合中央控制单元的使用,使得内存需要承受更加复杂的操作系统环境。比如高通的8155平台把智能座舱、数字仪表和中控融合到了一起,此时就需要使用Hypervisor,以允许多个操作系统和应用共享同一个硬件。但实际上,现在的内存结构,只能做到逻辑分区,不能做到物理分区。

 

“举一个简单的例子,我们现在所使用的电脑有C盘、D盘、或者E盘,实际上C、D、E盘只是逻辑分区,底层的内存是没有做到物理分区的,这些盘存储的数据都是打散存储在一块内存里,不论是哪个盘坏掉,代表的就是整个内存盘都坏了。”额日特指出。

 

因此,这就会带来一个问题,比如行车记录仪是一个需要高擦写支持的应用,如果把行车记录仪也融合到智能座舱内的话,做起来很容易。但要是不做物理分区,由于行车记录仪的高擦写,可能整个内存很快就会坏掉。

 

为了适应这个改变,也为了数据的更加安全,“西部数据现在可以提供一种解决方案,那就是在底层做读写均衡的隔离,比如一块内存里面,可以分别使用TLC和SLC两种NAND Flash,由于SLC可以支持高擦写,因此,SLC部分就可以作为行车记录仪的存储。”额日特表示。

 

三是海量数据存储,为了适应自动驾驶的需求,越来越多的雷达和摄像头被部署在汽车上,行车过程中会产生大量的数据。

 

特别是自动驾驶出租车的企业对数据的存储容量需求是很大的,现在单车一天生成的数据量在8GB左右,但实际上,现在主流汽车的存储容量在2GB到4GB之间。

 

额日特以西部数据与Waymo的合作为例,西部数据在Waymo自动驾驶出租车上安装了10块2TB的工业级SSD,也就是说Waymo的单车存储容量要求是20TB。其实这也是大部分自动驾驶汽车的存储需求。

 

四是高性能,雷达和摄像头会在行车过程中产生大量的数据,为了防止数据丢失,必然需要高性能、大带宽存储的支持。

 

其实存储产品也在通过不停地创新来获得更高的传输速率。在嵌入式存储器方面,目前汽车领域使用的主流存储产品是e.MMC,比e.MMC更快的是UFS产品,目前汽车领域主要采用的还是UFS2.1。实际上,消费类电子已经在大规模采用UFS3.0的产品了。额日特预计汽车级UFS3.1的产品,应该会在两年内面市。

 

另外,在SSD方面,目前汽车领域的SSD主要还是采用SATA接口,未来带宽更高、速度更快的NVMe接口的SSD产品也可能会在汽车上得到应用。使用SSD的好处就是容量可以做得更大,比如UFS接口能做到的最大容量可能是512GB,但SSD可以轻松做到4TB、8TB,甚至更大。

 

满足汽车需求的解决方案

据额日特介绍,西部数据可以提供从端到云的完整解决方案,以支持当前和未来的车辆系统要求,它为多样的应用场景和数据中心,提供了小尺寸嵌入式终端存储和可移动存储,用于获取和分析从车辆收集的大量数据。他特意强调,西部数据的汽车级闪存产品通过了IATF16949认证,符合AEC-Q100标准。

 

自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

 

产品方面,有iNAND汽车级嵌入式存闪存盘(EFD),支持UFS和e.MMC接口,具有多种容量,采用11.5×13mm的小包装,可为汽车OEM和一级供应商提供符合其需求的选择。比如iNAND AT EU312 是一款基于 3D NAND 技术的汽车级UFS(通用闪存存储),具有高数据传输速度的UFS 2.1接口和额外的UFS 3.0汽车功能,可提供最高256GB的容量,性能是前代基于e.MMC的产品的2.5倍。AT EU312利用第5代SmartSLC 技术,可提供高性能和可靠的写入。

 

其e.MMC 嵌入式闪存盘基于e.MMC 5.1 标准,采用2D或3D NAND技术。具体产品有EM122已经获得许多汽车设计的认证并投入生产,EM132在汽车市场中容量达到了256GB。

 

在PCIe SSD方面,有CL SN720和CL SN520等产品,采用了PCIe Gen3 NVMe接口,容量高达2TB,耐久性高达1600 TBW。

 

与合作伙伴的成功案例

在本次Auto Tech 2021展会上,西部数据不仅展示了自己家的汽车存储解决方案,也带来了合作伙伴的一些成功案例。

 

自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

有为信息展示的“主动安全智能防控车载视频终端K5-P”解决方案。

 

在车载监控方面,其合作伙伴有为信息展示了“主动安全只能防控车载视频终端K5-P”解决方案,该解决方案支持ADAS、DSM只能监控,采用了记录仪、视频功能、主动安全功能一体化设计。同时支持硬盘(2.5” HDD)+ SD卡(西部数据WD Purple micro SD存储卡),双重存储保证数据安全;且具有硬盘防震保护机制;此外,有为信息的专利的存储介质保护装置,可防止任意拆卸硬盘及插拔存储卡。加上其独特流媒体文件系统存储方式,保证了数据安全不被篡改。

 

车载信息娱乐系统方面,其合作伙伴掌锐展示了“前装车规模组”解决方案------CS199 MT8666AV模组,该模组基于联发科 MT8666AV芯片封装的前装车规级带4G通信模组,具有功能丰富,集成度高、尺寸小、低功耗、性能优、品质稳定的特点,可满足汽车智能化、连网化的前装需求,帮助客户缩短项目开发周期,减少研发投入并降低品控风险。存储方面,采用的是西部数据iNAND AT EM132产品,是汽车市场首个基于3D TLC NAND e.MMC接口产品,采用了标准BGA封装,容量涵盖了从32GB到256GB,具有快速启动、自动刷新、增强型运行健康状态监测,支持固件在线升级和100%预烧录,有AEC-Q100温度2级(-40°C 至105°C)和3级(-40°C至85°C)两种选择。

自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

铱斯电子展示的智能驾驶辅助系统解决方案。

 

此外,西部数据现场还展示了采用iNAND AT EM122的智能驾舱、智能驾驶、以及车联网等丰富的解决方案。

 

自动驾驶下的海量数据,业界如何安全高效存储?

西部数据公司中国区嵌入式产品销售部门销售总监文芳女士

 

西部数据公司中国区嵌入式产品销售部门销售总监文芳表示:“车联网、自动驾驶等新技术的商业化落地,对汽车新四化的发展起到了巨大的推动作用,同时也对车载存储解决方案的安全性、可靠性、大容量、高性能以及复杂的场景应用提出了更严苛的要求。西部数据作为数据基础架构的领导者,提供覆盖8GB-18TB容量,包括e.MMC/UFS/micro SD/SSD/HDD等不同规格的车规级及企业级存储产品,支持端-边-云新型数据架构在汽车领域的应用,满足当前和未来单车智能及车路协同的多样化需求。”

 

未来,西部数据将不断突破创新,以卓越的产品及解决方案赋能汽车领域的改革与发展,为人们带来更安全、优质的驾驶体验。

 

结语

近年来,汽车行业正在经历前所未有的变革,自动驾驶不断发展,高清3D地图、高级辅助驾驶系统(ADAS)、自主计算机、AI、大数据、增强型信息娱乐系统、无线更新、以及V2X技术等等逐步在汽车上得到普及,而这些功能都需要板载数据存储,未来汽车的存储需求将会越来越大,如何满足汽车市场的特殊需求,是存储企业必须要考虑的,抓住汽车市场,就意味着抓住了未来。

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