當整車電子電氣架構(gòu)從Domain走向Zonal，通過一盤多端口SSD大幅降低整體系統(tǒng)成本

從傳統(tǒng)燃油汽車向智駕汽車的演進，是汽車百年來的又一次重大革命。作為整個革命的基礎，整車的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了重大的變化——從傳統(tǒng)Flat架構(gòu)到Domain架構(gòu)，再到Zonal架構(gòu)。這場整車E/E架構(gòu)的升級，對于整個汽車供應鏈都是一次顛覆。而從OEM、到Tier1、Tier2、Tier3...最終架構(gòu)的實現(xiàn)首先還要落在芯片供應商這一端，其提供的芯片必須能夠適應新的汽車中央域控架構(gòu)的功能需求。作為內(nèi)存和存儲的領導者，美光也率先推出了車規(guī)級新品——4150AT SSD，通過多端口設計大幅降低中央域控架構(gòu)汽車的整個系統(tǒng)成本。

近日美光在北京召開了以汽車為主題的媒體見面會，美光企業(yè)副總裁暨嵌入式產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Kris Baxter先生進行了精彩分享，并介紹了新品全球首款四端口SSD——美光車規(guī)級4150AT SSD。

汽車架構(gòu)從Domain走向Zonal，車規(guī)級存儲面臨新挑戰(zhàn)

許多早期汽車使用的架構(gòu)屬于傳統(tǒng)的Flat架構(gòu)。在這種架構(gòu)下，所有的電子控制單元（ECU）都連接到一個中央總線，共享一個中央存儲器。這種架構(gòu)在早期的汽車中比較常見，例如20世紀90年代的一些車型。現(xiàn)代汽車中常見的Domain架構(gòu)是將整車被劃分為不同的功能域，每個域由一個或多個控制器管理。例如，一輛車可能有一個動力總成域、一個底盤域和一個車身電子域。每個域都有自己的存儲器，控制器之間通過通信總線進行數(shù)據(jù)交換。

Zonal架構(gòu)已經(jīng)在一些新型電動車中有所應用。在這種架構(gòu)下，車輛被劃分為幾個不同的功能區(qū)域，每個區(qū)域集成了多個功能模塊，如傳感器、控制器等。Zonal的網(wǎng)絡架構(gòu)發(fā)展也存在著不同的版本，包括樹型拓撲、星型拓撲和環(huán)形拓撲。

針對不同E/E架構(gòu)，目前也有兩種主流的存儲架構(gòu)形式，包括集中式存儲和分布式存儲。

分布式存儲是每個域控SoC都對應著自己的一個存儲器，這樣有多少個SoC就至少需要多少個同等數(shù)量的存儲器，而存儲器的類型可以是UFS、e.MMC或SSD。集中式存儲則是多個SoC均連接至同一個PCIe開關，然后通過高速PCIe來訪問同一個SSD中的數(shù)據(jù)，進行讀寫操作。

兩種不同存儲形式的優(yōu)缺點顯而易見：分布式存儲中每個SoC的存儲空間大小和種類都可以靈活配置，但相互之間沒有辦法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；集中式存儲需要多塊SSD，可通過軟件虛擬機監(jiān)控器實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享能力，但PCIe交換就成本高昂。

有沒有一種更簡單、穩(wěn)定、高效且低成本的存儲方案，能夠更好地滿足汽車Zonal架構(gòu)呢？美光最新推出的全球首款四端口SSD——美光車規(guī)級4150AT SSD成為最優(yōu)解。

美光4150AT SSD：顯著降低汽車集中式存儲系統(tǒng)成本

美光4150AT SSD堪稱是面向Zonal架構(gòu)的汽車存儲典范，它是建立在數(shù)據(jù)中心 SSD所支持的靈活性和可擴展性的基礎上，將雙端口的數(shù)據(jù)中心SSD的端口數(shù)增加到了4端口，從而實現(xiàn)對于多域的SoC的數(shù)據(jù)共享。4150AT SSD支持單路輸入/輸出虛擬化（SR-IOV）和PCIe4.0接口，達到了ASIL-B的車規(guī)功能安全等級。

與普通的車規(guī)級單端口SSD相比，4150AT SSD無需車規(guī)級PCIe交換芯片即可實現(xiàn)多系統(tǒng)間共享同一個實體硬盤的容量；美光還對車用多虛擬機環(huán)境進行了優(yōu)化，4150AT SSD支持同時運行多達64個虛擬機；該產(chǎn)品以BGA封裝形式提供，采用176層TLC NAND閃存，經(jīng)過配置后，可支持單層單元（SLC）和高耐用度（HE-SLC）數(shù)據(jù)耐用度組；符合NVMe 2.0規(guī)范，已通過ASIL-B和ASPICE L3認證；其隨機讀取和隨機寫入速度分別為600K/100K IOPS；容量可選220GB、440GB、900GB和1.8TB四種，對應TBW分別為160TB、320TB、640TB和1280TB。

據(jù)Kris Baxter介紹，汽車內(nèi)包含多個需要管理的域，如IVI系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)以及具備抗干擾能力的連接系統(tǒng)等。這些設備大多通過本地或中央域控制器進行運行。在美光的全球首款四端口4150AT SSD問世之前，每個設備都需配置本地存儲。例如，有的設備作為執(zhí)行IVI功能的域控制器，有的負責特定任務，還有的則負責連接功能。每個設備都需要有針對其所在域的本地存儲解決方案。

而這種分布式存儲，一是不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合，產(chǎn)生共有價值的發(fā)現(xiàn)；二是每一部分的存儲容量可能都無法充分利用，這樣幾個加起來就積累了很多未使用的容量。而如果通過4150AT SSD將幾個不同的預控SoC的數(shù)據(jù)整合在一起，就可以充分利用多個不同SLC中的數(shù)據(jù)。例如讓ADAS和車機導航都訪問同樣的高清地圖數(shù)據(jù)，實現(xiàn)存儲設備的利用率的最大化。

據(jù)悉，一套PCIe交換機的費用可能就高達數(shù)百美元，再疊加上統(tǒng)一存儲方案帶來存儲利用率提升、來自系統(tǒng)的線纜、占板面積等的優(yōu)化，4150AT SSD幫助客戶實現(xiàn)了系統(tǒng)成本的顯著降低。此外，4150AT SSD為整車系統(tǒng)帶來了卓越的性能和更低的延遲，單盤的數(shù)據(jù)安全性也更容易得到保障，從而有效幫助客戶降低了TCO。

結(jié)語

當今的車輛正在從傳統(tǒng)的Domain架構(gòu)遷移到Zonal架構(gòu)，而且這種趨勢正在持續(xù)加速。麥肯錫預計，到2030年Zonal域架構(gòu)車輛的全球份額將達到18%左右。而伴隨著這種趨勢的到來，傳統(tǒng)的車規(guī)級存儲方案，僅僅滿足車規(guī)功能要求是不夠的，更要符合這種多域的數(shù)據(jù)融合的趨勢，幫助OEM和Tier1實現(xiàn)更有價值的數(shù)據(jù)挖掘。

美光4150AT SSD正是符合汽車轉(zhuǎn)向Zonal架構(gòu)的集中存儲方案首選，而從系統(tǒng)成本上帶來的巨大降低，不僅能夠幫助其客戶實現(xiàn)更具成本優(yōu)勢的智能汽車，最終也會惠及廣大汽車消費者。