Speichertechnologien – heute und morgen
Das Auto treibt die Innovationskraft
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
OTA-Software-Updates, SaaS und MaaS mit nie dagewesenen Möglichkeiten
Elektronik automotive: Sie haben OTA-Software-Updates, SaaS und MaaS erwähnt. Diese Funktionen bieten Fahrzeugfahrern, -besitzern und -insassen noch nie dagewesene Möglichkeiten. Allerdings macht die Kommunikation mit externen Systemen auch ein besonders hohes Maß an Sicherheit erforderlich. Welche Sicherheitsanforderungen sind das und wie lässt sich die Sicherheit vernetzter Fahrzeuge gewährleisten?
Dr. Reinhard Weigl: Die Möglichkeiten, das Fahrzeugerlebnis zu individualisieren, sind so groß wie nie zuvor. Für Fahrer, Fahrzeugbesitzer und Passagiere ist das mehr als spannend: Benutzerprofile können nun in der Cloud gespeichert und von einem Fahrzeug zum anderen übertragen werden. Stellen Sie sich vor, Sie mieten ein Auto für Ihren nächsten Urlaub und die Sitz- und Spiegelpositionen, Umgebungseinstellungen und Radiosender werden automatisch an Ihre Vorlieben angepasst. Stellen Sie sich vor, Sie zahlen für Funktionserweiterungen, die per Software freigeschaltet werden, oder Sie abonnieren Funktionen, die Sie nur für eine begrenzte Zeit benötigen. Diese Funktionen werden dazu beitragen, dass der Code-Fußabdruck des Fahrzeugs bis 2030 auf über 300 Millionen Codezeilen anwächst [6]. Darüber hinaus benötigen künftige Automobilsysteme OTA-Updates, um ihre Software stets auf dem neuesten Stand zu halten.
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Aber wie Sie bereits sagten, bringt der externe Zugriff auf kritische Automotive-Systeme Sicherheitsrisiken mit sich. Um diese zu verringern, muss eine starke Cybersicherheitsstrategie implementiert werden, die eine Root-of-Trust-Authentifizierung einsetzt, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass die Entitäten, die auf Daten in Ihrem Fahrzeug zugreifen oder diese aktualisieren, böswillig sind. Dies erfordert neue Denkansätze in Bezug auf die Sicherheit, da die Sicherheit auf Systemebene von größter Bedeutung ist.
Micron hat eine einzigartige Lösung entwickelt, bei der die Sicherheit in das Silizium integriert wird und zwar durch integrierte, starke kryptografische Identitätsdaten im Speicher. Die Authenta-Plattform von Micron ist eine Kombination aus nichtflüchtigem Speicher und einer Embedded-Secure-Element-Funktion mit bereitgestellten Identitäten und einem in Kürze erscheinenden Authenta Platform Identity Service, der die Aktivierung und Konfiguration der Sicherheit auf Systemebene unterstützt. Dies trägt zum Schutz von Firmware, Software und anderen Daten bei, indem nur autorisierten Systemen mit gültigen Sicherheitsschlüsseln erlaubt wird, die Daten zu modifizieren.
Elektronik automotive: Welche neuen Speicherarchitekturen werden in Zukunft eine entscheidende Rolle im Fahrzeug spielen und warum? Was sind ihre Vorteile?
Dr. Reinhard Weigl: Aktuell werden in der gesamten Branche mehrere unterschiedliche Architekturen eingesetzt. In der Vergangenheit hat die Automobilindustrie in der Regel eine verteilte Architektur verwendet, bei der ADAS-Sensoren, IVI-Systeme und Blackbox-Speicher jeweils durch diskrete, lokale Speicher- und Rechen-Endpunkte unterstützt wurden. Das erhöht allerding das Gewicht und die Kosten des Fahrzeugs durch die umfangreiche Verkabelung, die erforderlich ist, um eine systemweite Kommunikation zu gewährleisten. Dieser Ansatz verringert nicht nur die Kraftstoffeffizienz, sondern erhöht auch die Anzahl der Endpunkte, die gesichert werden müssen. Die Schwierigkeiten bei der Verwaltung systemweiter Updates und der Sicherheit nehmen mit jedem einzelnen Endpunkt deutlich zu.
Jetzt beobachten wir einen Trend, bei dem die Automobilhersteller von den traditionellen verteilten Rechenarchitekturen zu einer stärker zentralisierten Rechenarchitektur übergehen. Eine zentralisierte Architektur hat viele Vorteile: Der Hauptvorteil besteht darin, dass eine zentralisierte Architektur die Implementierung von Sicherheits- und OTA-Updates vereinfacht.
Wir sehen auch einen steigenden Bedarf an leistungsfähigeren Speicherlösungen für IVI-Systeme, weil das Auto zu einer natürlichen Erweiterung des digitalen Lebensstils des Verbrauchers wird und weil Anwendungen weiterhin immer höhere Leistungen erfordern. Diese Veränderungen machen Speicherlösungen wie Microns branchenweit erstes UFS-3.1-Storage-System für Automotive nötig [7], das in Fahrzeugen die gleiche Art von Leistung auf Systemebene ermöglicht, die normalerweise Flaggschiff-Smartphones vorbehalten ist. Auf der Memory-Seite bemerken wir eine beschleunigte Einführung von schnelleren Speichertypen wie Microns branchenführendem Low-Power-DDR5 (LPDDR5) und DDR5. Prognosen zeigen, dass künftig mehr als 300 Tera-Operationen pro Sekunde erreicht werden müssen, um volle Autonomie der Level 4 und 5 zu erreichen [8]. Technologien wie LPDDR5 sind für die Bereitstellung von Lösungen mit derartigen Fähigkeiten unerlässlich.
Elektronik automotive: Können die Speicherhersteller mit der rasant steigenden Nachfrage nach Automotive- Speicherlösungen samt modernsten Leistungseigenschaften Schritt halten?
Dr. Reinhard Weigl: Die Antwort lautet »ja«, aber das bedarf enormer Innovationen, engagierter Investitionen sowie der Einführung branchenführender Technologieknoten. Unsere Kunden wollen schnellere DRAM- und NAND-Speicher mit höherer Bandbreite für neue daten- und rechenintensive Automotive-Anwendungen. Wir erfüllen diese Anforderungen durch eine Kombination aus Skalierung der Knoten und Verbesserungen innerhalb der Knoten. So ermöglichen Microns führende 1α (1-alpha) DRAM- und 176-Layer-NAND-Lösungen nicht nur eine höhere Skalierung und Bitdichte, sondern auch eine höhere Leistung und eine größere Energieeffizienz [9, 10]. Diese Lösungen sind auch ein Beispiel dafür, wie Microns Innovationen bei den Basistechnologien es den Kunden ermöglichen, Lösungen bereitzustellen, die sicherer, robuster und zuverlässiger sind. Wir blicken immer nach vorne, arbeiten mit unseren Kunden eng zusammen und investieren, um Produkte zu liefern, die ihre Bedürfnisse heute und morgen erfüllen.
Elektronik automotive: Können Sie uns einen Ausblick auf die kommenden 30 Jahre geben?
Dr. Reinhard Weigl: Die naheliegendste Antwort ist autonome Fahrzeuge. Als ich jung war, habe ich Science-Fiction-Romane über selbstfahrende Autos gelesen – und das wird jetzt Realität. Auch fliegende Autos galten früher als Science-Fiction, aber wir werden schon bald in einer Zeit leben, in der automatisierte Lufttaxis uns an unser Ziel bringen, anstatt uns durch verstopfte Straßen zu fahren. Darüber hinaus bieten gemeinsam genutzte Fahrzeuge und MaaS eine riesige Chance, die die Art und Weise, wie wir über den Besitz von Fahrzeugen und die gesamte Transportindustrie im Allgemeinen denken, vollkommen verändern werden.
Wir werden auch Innovationen im Automobilbereich sehen, von denen wir noch nicht einmal zu träumen gewagt haben. Die ständig wachsende Menge an rechen- und KI-gestützten Systemen in Autos führt dazu, dass die einzige Grenze unsere Vorstellungskraft ist. Das macht mich unglaublich gespannt auf die Zukunft der Automobilindustrie.
Wie auch immer diese Zukunft aussehen mag, Micron wird dabei sein, weiterhin mit den Kunden zusammenarbeiten und noch mehr Innovationen entwickeln. In den vergangenen 30 Jahren haben unsere Speicherlösungen bereits Billionen von Kilometern zurückgelegt – und wir freuen uns darauf, dass sie das auch in den nächsten 30 Jahren tun werden.
Literatur
[1] https://www.vehicledynamicsinternational.com/features/ vehicle-cybersecurity-control-the-code-control-the-road.html
[2] Gartner, Semiconductor Forecast Database, Worldwide, 4Q20 Update.
[3]Automotive Memory Market 2019-2024 | Market Research Report & Industry Analysis | Arizton.
[4] IHS Markit, Automotive Semiconductor Market Tracker – December, 2021.
[5] The Data Deluge: What do we do with the data generated by AVs? | Polarion (siemens.com).
[6] https://www.vehicledynamicsinternational.com/features/
vehicle-cybersecurity-control-the-code-control-the-road.html
[7] https://investors.micron.com/news-releases/news-release- details/micron-accelerates-breakthrough-platform-innovation-advancements
[8] https://www.nvidia.com/en-us/self-driving-cars/ drive-platform/hardware/
[9] https://www.micron.com/1alpha-dram-technology
[10] https://www.micron.com/products/nand-flash/ 176-layer-nand
Der Autor
Dr. Reinhard Weigl
ist Senior Director der Embedded Business Unit von Micron und verantwortlich für das Marketing im Automotive-Segment, die Systemarchitektur, die Geschäftsentwicklung und die Kundenlabore in Tokio, Shanghai, Shenzhen, München, Novi (Detroit) und San Jose. Als Geschäftsführer leitet er Micron Semiconductor Deutschland von München aus.
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