佐思汽研發(fā)布《2024一汽新四化分析報告暨汽車新四化每周觀察2024年4月第2期》報告。

《2024一汽新四化分析報告暨汽車新四化每周觀察2024年4月第2期》中，除了研究一汽新四化的布局，也分析了近期新四化領(lǐng)域的五個趨勢。其中之一就是：美光推出1.8T四端口SSD，助力自動駕駛和AI大模型數(shù)據(jù)需求。

據(jù)CFMS 報道，在MemoryS 2024中，德賽西威研究院院長黃力發(fā)表了《智慧存儲：引領(lǐng)中央計算平臺未來趨勢》。黃力院長表示，“在多域控制階段，手機(jī)用什么我們用什么，PC用什么我們用什么，但是未來在中央集成整車架構(gòu)會發(fā)生大的變化，因為汽車電池巨大，而且散熱空間好，所以相較手機(jī)、PC限制更少，汽車正慢慢偏向服務(wù)器化，意味著汽車需要更高性能的AI能力、計算、域控、區(qū)控會更加集中。”

為了配合這一中央集成化趨勢，自然要求硬件（包括車載存儲）更加集中、性能更強(qiáng)。

4月10日，美光宣布車規(guī)級 4150AT SSD 開始送樣。作為全球首款1.8 TB四端口 SSD，該產(chǎn)品提供多達(dá)四個片上系統(tǒng)（SoC）接口，可實現(xiàn)軟件定義智能汽車的集中存儲。美光 4150AT SSD 具備多項領(lǐng)先功能，這些功能也代表了車載硬盤的發(fā)展方向：

支持四端口，降低每 GB 存儲成本，減少額外存儲設(shè)備需求

支持SR-IOV虛擬化，提高了安全性

支持PCIe 4.0 接口，存取速度快

容量高達(dá) 1.8 TB，讓車載SSD硬盤進(jìn)入TB時代

支持四端口，降低每 GB 存儲成本，減少額外存儲設(shè)備需求

美光4150AT SSD 可連接多達(dá)四個 SoC，在提供高度靈活性的同時，可實現(xiàn)單一數(shù)據(jù)來源。例如，汽車 OEM 廠商可將一個端口連接到 ADAS 系統(tǒng)，另一個端口連接到 IVI 系統(tǒng)，每個端口在存儲私有數(shù)據(jù)的同時還能夠訪問公共的關(guān)鍵地圖數(shù)據(jù)，從而降低每 GB 存儲的成本。由于兩個系統(tǒng)可同時訪問共享數(shù)據(jù)，且減少了數(shù)據(jù)副本冗余，通過這種方式既可提高性能又能消除存儲瓶頸。

4150AT SSD的存儲技術(shù)方案

圖片來源：美光

此外，美光 4150AT SSD 提供的四個端口還可減少對額外存儲設(shè)備的需求。由于市場現(xiàn)有解決方案通常只能連接到單個 SoC，所以常被用于單個汽車系統(tǒng)，導(dǎo)致容量出現(xiàn)閑置。如要將 SSD 連接到多個 SoC，OEM 廠商必須使用昂貴的汽車級 PCIe 交換機(jī)。通過多系統(tǒng)集中式存儲，美光 4150 SSD 在簡化架構(gòu)的同時，還能顯著提高系統(tǒng)效率。

過去的車載存儲技術(shù)方案

圖片來源：美光

支持SR-IOV虛擬化，提高了安全性

車規(guī)級SSD硬盤一般指的是PCIe做物理層，NVMe做通訊協(xié)議的固態(tài)硬盤。存儲行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定者JEDEC在2022年11月通過了JESD312標(biāo)準(zhǔn)，12月14日正式公開發(fā)布。JESD312定義了用于汽車和類似應(yīng)用的SSD封裝、協(xié)議、環(huán)境要求和電氣接口。

JESD312充分考慮汽車電子架構(gòu)變化，以軟件定義汽車，中央計算架構(gòu)為目標(biāo)，允許分割存儲陣列。JESD312支持單根輸入/輸出虛擬化（SR-IOV，全稱Single Root I/O Virtualization），用于許多處理器共享SSD資源的應(yīng)用

SR-IOV是Intel 在 2007年提出的一種基于硬件的虛擬化解決方案。簡言之，有了 SR-IOV，一個物理設(shè)備可以虛擬出多個虛擬設(shè)備給虛擬機(jī)使用。譬如一個物理網(wǎng)卡可以虛擬出來多個輕量化的PCI-e物理設(shè)備，從而可以分配給虛擬機(jī)使用。JESD312引入SR-IOV，讓輸入/輸出（I/O）不必經(jīng)過軟件管理程序（VMM）就能導(dǎo)入 SSD。通過繞開軟件層，支持SR-IOV的SSD，譬如美光 4150AT SSD可將隨機(jī)讀取性能提升至高三倍。

來源：JEDEC

美光 4150AT SSD 的 SR-IOV 功能最多可支持 64 臺虛擬機(jī)（VM）。獨(dú)特的虛擬化技術(shù)為單個 SoC 及其虛擬機(jī)提供相互隔離的存儲區(qū)域，既支持本地數(shù)據(jù)處理，又能共享存儲池，從而最大限度地提高效率。SR-IOV 功能的優(yōu)勢在于能將虛擬機(jī)（VM）的輸入/輸出（I/O）直接導(dǎo)向 SSD 硬件，這與典型的半虛擬化形成了鮮明對比——在半虛擬化系統(tǒng)中，輸入/輸出（I/O）經(jīng)過軟件管理程序才能導(dǎo)入 SSD，從而導(dǎo)致延遲。

支持PCIe 4.0 接口，存取速度快

為什么要用車規(guī)級SSD，UFS不是SSD么？UFS當(dāng)然也可以算是SSD，但UFS太慢了，而車規(guī)級SSD采用的是PCIe標(biāo)準(zhǔn)，PCIe的彈性空間極大。JESD312確定的是PCIe 4.0標(biāo)準(zhǔn)，實際其包含多個速率，4通道是最低的PCIe 4.0標(biāo)準(zhǔn)，16通道雙工可以到64GB/s。

美光 4150AT SSD 在 4 KB 傳輸中實現(xiàn)超過 600,000 IOPS（每秒輸入/輸出操作次數(shù)）和 100,000 IOPS 的隨機(jī)讀取和隨機(jī)寫入速度。

容量高達(dá) 1.8 TB，讓車載SSD硬盤進(jìn)入TB時代

SSD固態(tài)硬盤的優(yōu)勢之一在于抗震防摔，車載SSD并且具備容量大、抗震性能強(qiáng)、讀寫速度穩(wěn)定等特點(diǎn)，可以滿足汽車智能化、自動化的需求。

2022年12月，特斯拉已經(jīng)為新款的Model X和Model S上線了Steam游戲平臺，意味著在車上也能暢玩3A大作了。為了讓用戶不再頭疼動輒上百GB的3A大作，特斯拉在2023年2月份上架了一款1TB大小的車規(guī)級固態(tài)硬盤。這款固態(tài)硬盤的價格也并不便宜，達(dá)到了350美元。

這次推出的美光 4150AT SSD系列最高則達(dá)到了1.8 TB。

得益于虛擬化功能，美光 4150AT SSD 可幫助汽車制造商提升安全性能。基于 SR-IOV 虛擬化，每臺虛擬機(jī)（VM） 的數(shù)據(jù)在硬件上與其他數(shù)據(jù)相互隔離，既可減少數(shù)據(jù)或代碼泄漏，又可防止黑客對單臺虛擬機(jī)的攻擊危及到其他虛擬機(jī)，從而維護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的隱私和安全。美光 4150AT SSD 支持汽車安全系統(tǒng)所要求的汽車安全完整性 ASIL B 等級，采用球柵陣列（BGA）封裝，可承受車輛在惡劣環(huán)境中可能遭遇的沖擊和振動。

來源：美光

審核編輯：劉清