車(chē)載存儲,被忽視了嗎?
算力需求的膨脹將引發(fā)存力的擴張。在數據中心領(lǐng)域,HBM(高帶寬存儲器)受數據中心龐大數據處理需求影響,一度成為幾家存儲原廠(chǎng)業(yè)績(jì)轉暖的重要推動(dòng)力。
2024-05-21 17:13:44
來(lái)源:中國電子報、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 王信豪??

算力需求的膨脹將引發(fā)存力的擴張。在數據中心領(lǐng)域,HBM(高帶寬存儲器)受數據中心龐大數據處理需求影響,一度成為幾家存儲原廠(chǎng)業(yè)績(jì)轉暖的重要推動(dòng)力。而隨著(zhù)汽車(chē)電動(dòng)化、智能化的滲透力度加強,芯片廠(chǎng)家開(kāi)始競逐用于智能座艙、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的算力芯片的性能指標,存儲芯片在汽車(chē)領(lǐng)域的重要性也隨之提升。

盤(pán)子雖小,增速卻大

在傳統汽車(chē)中,汽車(chē)存儲芯片主要應用于信息娛樂(lè )系統(IVI),負責存儲地圖以及少量歌曲和影像資料等多媒體資源。雖然分布在整車(chē)各處的ECU拉高了存儲芯片的使用數量,但是對比手機“8+128”的起步配置,車(chē)載存儲的總容量普遍僅十余MB。

“數量多而容量小”的特征也導致了車(chē)載存儲芯片的整體市場(chǎng)份額相較智能手機、PC和服務(wù)器較小。

DRAM不同應用所占市場(chǎng)份額(數據來(lái)源:CFM閃存市場(chǎng))

過(guò)去車(chē)載存儲由于“盤(pán)子”較小而少有人問(wèn)津,但這一現象目前正隨著(zhù)汽車(chē)智能化升級而逐漸變化。

“存儲在車(chē)中所支撐的舊有系統容量需求正在上升;更重要的是,在IVI之外,智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)所配備的智能座艙系統、智能輔助駕駛系統(ADAS)和網(wǎng)關(guān)等新系統對數據的要求更高。整車(chē)所面對的數據流量和計算量正在飆升,因此大容量緩存和存儲會(huì )成為剛需?!盋FM閃存市場(chǎng)分析師孫夢(mèng)維告訴《中國電子報》記者。

有機構測算,2023年,單車(chē)平均存儲容量為內存7GB、閃存73GB,2024年將會(huì )升級為內存10GB和閃存110GB,同比增長(cháng)超40%。預計到2030年,伴隨著(zhù)L3級及以上自動(dòng)駕駛汽車(chē)的逐步落地,全球車(chē)規級存儲市場(chǎng)規模將達到151億美元。

電動(dòng)汽車(chē)引發(fā)存儲革新

電動(dòng)汽車(chē)的多個(gè)新系統帶來(lái)了對車(chē)載芯片存力的高需求,具體而言,車(chē)載存儲將迎來(lái)三方面的革新。

首先是內存和閃存的升級。在內存方面,DRAM的使用越來(lái)越向消費級產(chǎn)品的存儲靠近,LPDDR4甚至更高規格的內存正被用于智能座艙芯片。而此前汽車(chē)普遍使用的Nor Flash閃存也逐漸被EMMC甚至UFS所替代,用以實(shí)現更高的數據傳輸速率和更高的集成度。據悉,高通的智能座艙芯片驍龍8295采用LPDDR4X作為內存,閃存使用UFS3.1,驍龍8255則使用LPDDR5;三星電子的Exynos Auto V920同樣使用LPDDR5。

智能汽車(chē)多個(gè)系統的存儲器規格及容量(數據來(lái)源:CFM閃存市場(chǎng))

其次,高集成度受到重視。汽車(chē)電子電氣架構正處于從域控制向中央控制演變的過(guò)程中,隨著(zhù)中央計算的需求增加,多端口存儲芯片承擔著(zhù)連接多個(gè)MCU(甚至是SoC)的任務(wù),以有效整合存儲資源,并實(shí)現芯片面積、功耗以及成本的節約。

同時(shí),憑借其適合多主機、多應用和多芯片間的數據即時(shí)共享特性,PCIe接口也在加速上車(chē)?!癙CIe能夠實(shí)現高速率和低延遲,同時(shí)也允許進(jìn)行大量的存儲優(yōu)化,這為人工智能在未來(lái)汽車(chē)中的應用提供了可能?!泵拦飧笨偛敏咔度胧疆a(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Kris Baxter表示,“此前,盡管采用集中式存儲解決方案是可行的,但用戶(hù)必須集成PCIe交換機,而這種解決方案的成本高達數百美元?!睋?,美光推出具有PCIe4.0接口的4端口車(chē)規級存儲產(chǎn)品4150AT SSD,可接入ADAS、IVI等多個(gè)系統的SoC。

此外,隨著(zhù)車(chē)內數據計算量的增加,HBM這類(lèi)用于數據中心的高性能存儲產(chǎn)品也有望上車(chē)。據不完全統計,電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)將至少需要2TB的存儲空間,才能保證智能化功能的無(wú)延遲運行。這其中包括用戶(hù)的應用數據、高精度城市地圖、端側AI大模型,以及整車(chē)內部各個(gè)系統(如IVI、ADAS等)SoC和網(wǎng)關(guān)等。

智能汽車(chē)中不同應用所需存儲空間占比(數據來(lái)源:美光)

“人工智能的多種應用功能為HBM提供了車(chē)規化的土壤。在智能駕駛方面,高速NOA、城市NOA、通勤NOA,甚至是特斯拉的BEV+Transformer等對AI的需求越來(lái)越強烈。AI算法也可通過(guò)大量數據訓練,在環(huán)境感知、決策制定和路徑規劃上不斷改進(jìn),以適應各種駕駛場(chǎng)景。此外,車(chē)載的端側大模型在未來(lái)也可能會(huì )逐漸普及,這些都為HBM的上車(chē)應用提供了大量機會(huì )?!钡靡晃㈦娮悠?chē)電子市場(chǎng)負責人袁野告訴記者。

盡管如此,HBM的產(chǎn)能問(wèn)題還需存儲原廠(chǎng)改善。由于英偉達、AMD等廠(chǎng)商的GPU在A(yíng)I浪潮中仍處于供不應求狀態(tài),且單塊GPU需要6-8塊的HBM堆棧來(lái)保證內存和帶寬,因此,SK海力士、美光等企業(yè)的HBM產(chǎn)能迅速告急,并在2024年初便先后宣布公司全年訂單已經(jīng)排滿(mǎn)。

“HBM上車(chē)的關(guān)鍵問(wèn)題在于成本。一方面HBM的售價(jià)目前還處于高位,另一方面則是車(chē)載存儲的需求正在加速攀升,如果能夠通過(guò)此消彼長(cháng)來(lái)實(shí)現成本和需求的平衡,那么HBM上車(chē)將更具可行性?!痹罢f(shuō)。

垂直整合模式未必是最優(yōu)解

當前,美光、三星電子、鎧俠等企業(yè)在車(chē)載存儲領(lǐng)域占據了較大份額,其中美光占比超40%。不難發(fā)現,幾家頭部企業(yè)除了在存儲領(lǐng)域具備深厚技術(shù)積累、占據先發(fā)優(yōu)勢之外,垂直整合的生產(chǎn)模式也是其共有特征。

一般來(lái)說(shuō),存儲芯片的生產(chǎn)涵蓋存儲顆粒和存儲控制器兩個(gè)部分,存儲顆粒由原廠(chǎng)提供,存儲控制器則由模組廠(chǎng)商通過(guò)購入存儲顆粒,再對芯片進(jìn)行設計、生產(chǎn)以及銷(xiāo)售。美光和凱俠自身生產(chǎn)存儲顆粒,同時(shí)兼備存儲控制器的設計能力,通過(guò)給客戶(hù)提供完整的解決方案來(lái)實(shí)現盈利。

對比起來(lái),三星電子的垂直整合似乎更為徹底。作為IDM企業(yè),在存儲芯片的生產(chǎn)之外,也能夠設計并制造車(chē)規級SOC,從而為客戶(hù)帶來(lái)“全家桶”式的套餐。三星電子公開(kāi)資料顯示,三星電子先后推出座艙芯片Exynos Auto V920和傳感器ISOCELL Auto 1H1,并配套發(fā)布如LPDDR5X、UFS 3.1、GDDR7、AutossD、可拆卸AutossD等車(chē)載產(chǎn)品,以全方位支持自動(dòng)駕駛和軟件定義汽車(chē)等需求。

三星電子配合汽車(chē)處理器和傳感器推出多款車(chē)載存儲(圖片來(lái)源:三星電子)

“垂直整合最大的特點(diǎn)是可以增強公司對供應鏈的控制力,幫助公司更好地管理成本、質(zhì)量和交貨時(shí)間,并提供更貼合市場(chǎng)需求的客制化產(chǎn)品。但是這種模式在當前市場(chǎng)中迎來(lái)了新的考驗?!蹦嘲雽w業(yè)內人士告訴記者。

“一方面,垂直整合對公司的芯片研發(fā)實(shí)力、資本投入、管理運營(yíng)與產(chǎn)品戰略規劃等多方面能力提出很高要求;另一方面,垂直整合模式下的產(chǎn)品成本控制要基于足夠大的市場(chǎng)體量。從目前需求方的角度看,模組廠(chǎng)在選擇存儲控制器和存儲顆粒時(shí)更關(guān)注性?xún)r(jià)比。同樣,對于Tier 1、Tier 2,甚至是SoC企業(yè)而言,他們更傾向于從多家存儲芯片企業(yè)入手搭配出恰當的產(chǎn)品組合,而非依賴(lài)一套解決方案?!彼f(shuō)。

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