Startseite > Halbleiter > Quad-Port-SSD für autonome Fahrzeuge

Micron

Quad-Port-SSD für autonome Fahrzeuge

9. April 2024, 7:28 Uhr | Heinz Arnold

Micron hat die weltweit erste Quad-Port-SSD entwickelt, die datenintensive Workloads in autonomen und KI-fähigen Fahrzeugen zu beschleunigt. Sie ermöglicht ein neues zentralisiertes Entscheidungsfindungsmodell für immer komplexere, softwaredefinierte Fahrzeuge.

▶ Diesen Artikel anhören

Die weltweit erste Quad-Port-SSD vom Typ »4150AT« ist in der Lage, den Speicher für softwaredefinierte intelligente Fahrzeuge zu zentralisieren. Die Micron 4150AT SSD vereint Merkmale wie SR-IOV (Single-Root Input/Output Virtualization), eine PCIe Gen-4-Schnittstelle und ein robustes Design für den Einsatz in Automobilen. Dank dieser Merkmale bietet die für Automobile geeignete SSD ein Ökosystem mit der Flexibilität und Leistungsfähigkeit eines Rechenzentrums.

»Weil Speicher mit den umfassenden Erfahrungen in KI-Fahrzeug und fortschrittlichen
Algorithmen für ein höheres Maß an autonomer Sicherheit mithalten müssen, ist ein neues Paradigma für den automobilen Speicher erforderlich«, sagt Michael Basca, Micron Vice President of Embedded Products and Systems. »Aufbauend auf unserer Zusammenarbeit mit den Unternehmen, die neue Automobilarchitekturen definieren, hat Micron den Speicher von Grund auf neu konzipiert, um mit der Micron „4150AT“ die weltweit erste Quad-Port-SSD bereitzustellen, die der Industrie die Flexibilität und die Leistung bietet, um die kommenden transformativen Technologien einzuführen.«

Die »4150AT«-SSD bringt Enterprise-Class-Geschwindigkeiten in Privatfahrzeuge und bietet Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von über 600.000 Eingabe-/Ausgabevorgänge pro Sekunde (IOPS) bzw. über 100.000 IOPS.
Dies hohe Geschwindigkeit ermöglicht die effiziente Verwaltung der Datenströme von mehreren SoCs gleichzeitig, was sie für den Einsatz in Fahrzeugen eignet, die aufgrund verschiedener Systeme zunehmend Multitasking betreiben müssen, von fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS) über Infotainment im Fahrzeug (IVI) bis hin zum KI-gestütztem Systemen.

Die »4150AT« ist mit anpassbaren Funktionen ausgestattet, die vom
SSD-Design für Rechenzentren inspiriert und speziell auf die Herausforderungen von Automobilarchitekturen der nächsten Generation zugeschnitten sind:

Multi-Port-Fähigkeit

Die »4150AT«-SSD ist die erste SSD mit vier Ports. Sie kann bis zu vier SoCs verbinden und bietet damit Flexibilität und eine Single Source of Truth. So können Automobilhersteller beispielsweise einen Port an ein ADAS-System und einen anderen an ein IVI-System anschließen, so dass beide private Daten speichern und gleichzeitig auf einen gemeinsamen Kartendatensatz zugreifen können, was die Kosten pro Gigabyte Speicherplatz reduziert. Das steigert die Leistung und beseitigt Engpässe. Die vier Ports reduzieren auch den Bedarf an zusätzlichen Speichergeräten.

Weil vorhandene Systeme meist nur mit einem SoC verbunden werden können, werden lokal in jedem Fahrzeugsystem platziert, was zu ungenutzten Kapazitäten führt. Alternativ dazu müssen OEMs einen teuren PCIe-Switch einsetzen, um ein Laufwerk mit mehreren SoCs verbinden zu können. Durch die Zentralisierung des Speichers für mehrere Systeme verbessert die SSD die Effizienz erheblich und rationalisiert gleichzeitig die Architektur.

Virtualisierung

Die SR-IOV-Fähigkeit der 4150AT bietet hohe Leistung für große Multi-Host-Workloads mit bis zu 64 virtuellen Maschinen (VMs). Die Virtualisierung bietet jedem SoC und seinen virtuellen Maschinen eine isolierte Speicherregion für die lokale Verarbeitung, während sie sich zur Effizienzmaximierung einen Speicherpool teilen. Diese Unterstützung von Multi-Host-Workloads ist von entscheidender Bedeutung, weil die heutigen Automobil-SoCs zunehmend VMs für funktionsübergreifendes Multitasking nutzen, vom autonomen Fahren bis zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen. Die SR-IOV-Fähigkeit bietet einen Vorteil, weil sie die Ein-/Ausgaben (E/As) der VMs direkt an die SSD-Hardware leitet, im Gegensatz zur typischen Paravirtualisierung, bei der E/As durch einen Software-Hypervisor an die SSD geleitet werden, was zu Latenzzeiten führt. Durch die Umgehung der Softwareschicht verbessert das Laufwerk das Lesen um das bis zu Dreifache.

Erhöhte Sicherheit

Aufgrund der einzigartigen Virtualisierung ermöglicht die »4150AT« auch eine erhöhte Sicherheit für Automobilhersteller. Auf der Grundlage der SR-IOV-Virtualisierung werden die Daten jeder VM von den anderen in der Hardware isoliert, um Daten- oder Codelecks zu minimieren und gleichzeitig zu vermeiden, dass mehrere VMs durch Hackerangriffe auf eine einzelne kompromittiert werden – so bleiben Datenschutz und Sicherheit gewahrt.

Anpassbare Belastbarkeitsmodi

Die »4150AT« arbeitet auf Basis der TLC-NAND-Flash-ICs (Triple-Level-Cell) von Micron. Sie kann aber auch so konfiguriert werden, dass sie SLC und HE-SLC Data Endurance Groups (Single-Level-Cell und High-Endurance Single-Level-Cell) unterstützt, die das 20- bzw. 50-fache der Lebensdauer von TLC bieten, um spezielle Datenanforderungen optimal zu erfüllen. Die HE-SLC Endurance Group kann beispielsweise für Anwendungen mit hohem Schreibaufkommen eingesetzt werden, wie die kontinuierliche Aufzeichnung von Blackbox-Daten, bei der Fahrzeuge ständig kritische Daten von Sensoren, Kameras und LiDAR aufzeichnen müssen. Wenn Daten alle paar Minuten programmiert und gelöscht werden müssen, bietet der HE-SLC-Modus die erforderliche Lebensdauer und macht teurere flüchtige Speicher wie DRAMs überflüssig.

Für die Anforderungen der Automobilindustrie

Die »4150AT« bietet Automotive Safety Integrity Level B (ASIL-B), um die Anforderungen von Sicherheitssystemen zu unterstützen. Sie wird in einem Ball-Grid-Array-Gehäuse angeboten, um den Stößen und Vibrationen standhalten zu können, die für die rauen Umgebungen typisch sind, in denen Fahrzeuge häufig eingesetzt werden und ist für den erweiterten Temperaturbereich ausgelegt.

Micron liefert bereits Muster der »4150AT« SSD an die Automobilkunden weltweit. Die SSD ist mit Kapazitäten von bis zu 1,8 TB ausgelegt, um eine effiziente Speicherung von KI-Algorithmen, Large Language Models, fortschrittlichem Infotainment und Telemetriedaten für die nächste Fahrzeuggeneration zu ermöglichen.