【白皮书】为什么汽车会选择NAND闪存作为存储介质

根据乘联会相关数据表示，新能源汽车的销售量和在整体汽车市场中的销售占比都在逐年攀高，2022年1-10月共销售出443.2万辆新能源汽车。同时，乘联会公布的2022年10月乘用车新四化指数，其中电动化指数为30.1%；智能化指数为44.3%；网联化指数为58.8%。这也就意味着，当月新发车型当中：有三分之一是新能源汽车，一半以上具备联网功能，五分之二拥有L1或以上的自动驾驶功能。

（图源自：乘用车市场信息联席会）

随着智能化、电动化、网联化浪潮的推进，汽车应用对NAND闪存的需求不断增加。从最初的信息娱乐系统再到引擎控制，在汽车智能化进程的加速下，闪存在汽车领域中的应用越来越广泛，逐渐覆盖到驾驶辅助系统、数字仪表盘和更高性能的信息娱乐系统，无一不对闪存提出了更高的需求。

消费存储市场中，闪存产品所带来的高性能为电脑、手机等设备带来了更强的性能提升。而在汽车系统中，存储不单单需要大容量、高性能来应对传感器和信息娱乐系统的需求，同时也需要为车载存储的独特使用环境所考虑，比如复杂多样路况所带来的震动、高低温、多系统虚拟化分区应用以及各个国家地区对车辆部件所制定的规范标准。

在车辆运行过程中，难免遇到特殊路况，机械硬盘因为其结构限制，磁头遇到剧烈的震动就会对磁盘造成损伤从而引起数据丢失或者硬盘损坏。也正因为这个原因，衍生了一系列针对车载机械硬盘抗震的技术，包括机械减震（油囊、弹簧、硅胶等）和电子减震（数据缓存，加速度传感器等）。虽然以上措施能够很大程度降低硬盘由振动导致的车载硬盘故障，但在实际使用中依然存在一定的故障率。

基于NAND闪存所打造的存储设备因为内部没有可活动的零部件，可以将抗震抗冲击等级大幅度提高，更谈不上使用外部技术进行抗震辅助，既大大降低了车载存储设备的故障率，也将数据安全提高到了新的等级。NAND闪存的访问时间和传输速度也远远优于机械硬盘，在驾驶辅助系统、中控系统、信息娱乐系统中，能以更快的响应速度来完成车辆所要求的及时性要求。

随着NAND闪存堆叠层数的增加，单颗NAND中容量也越来越大，以往机械硬盘需要2.5英寸空间实现200G存储容量，NAND闪存则仅需要20mm x 16mm尺寸就能实现高达1TB的容量，更能为急剧增加的车载传感器提供充足数据存储空间。

汽车的功能越来越多，每个功能都有单独的ECU来进行检测和运行，ECU的增加会导致其所需的零部件数量增加，进而导致车辆系统的复杂性和成本相应的增加。尤其对于电动汽车来说，ECU和周边零部件的增加会为汽车续航带来更为严重的挑战。因此，汽车设计开始由每个功能配备单个ECU转变为单个ECU处理多项任务的集中式架构，这也意味着ECU的计算能力需要提升，与之协同工作的存储设备也要速度更快、更安全。

值得注意的是，在汽车电子电器系统中，不同功能的实现对与底层的操作系统的要求也不一样。根据ISO26262标准，汽车仪表系统和动力系统相关，要求高实时性、高可靠性和高安全性，主要以QNX操作系统为主，而信息娱乐系统主要为车内人机交互提供控制平台，主要以Linux和Android为主。因此，不同的功能、不同的操作系统都需在集中化架构中运行在同一个计算平台，也就要求着集中式架构中的存储设备需要具备虚拟化技术。

传统的虚拟化系统中，大量的资源和时间损耗在VMM（Hypervisor）软件层面，使得高性能的NAND闪存设备的优势难以彻底发挥。而支持SR-IOV虚拟化技术的NAND闪存设备则让存储设备能够直接与虚拟机进行交互，减轻物理主机CPU负担的同时可实现接近原生存储的速度，在多个ECU之间共享单个存储资源配置。

在更高的抗震抗冲击、更短访问时间、更高传输速度、更小体积实现更大容量、极端温度下的可靠运行、先进的SR-IOV虚拟化技术等一系列优点的加持，以及NAND闪存技术近几年发展使其成本越加合理的趋势带动下，使得NAND闪存取代了传统机械结构硬盘成为现在以及未来智能驾驶汽车的首选存储介质。

NAND闪存设备以多样化的方式进入现代汽车领域，来适应更多不同的应用，因此汽车制造商希望其选择的NAND闪存设备具有高性能、高可靠性，以及与汽车寿命相匹配的数据留存年限。

作为NAND闪存存储设备的大脑，慧荣科技车用级 PCIe NVMe SSD 控制器具有上述所有功能，还提供内置SR-IOV功能，允许在多达8个不同的功能模块中共享单个高性能SSD以降低成本。同时也为满足车用行业及客户需求，慧荣科技车载主控芯片及单芯片存储解决方案，在固件设计上符合ASPICE标准，硬件上通过AEC-Q100标准和ISO 9000/9001标准，以及ISO26262标准认证，确保其规范化。

随着驾驶辅助系统、新一代中控系统、5G等技术的融入，未来汽车需要实现更丰富的娱乐系统，更强的中控电脑和数字驾驶舱，更完备事件记录系统，更多的传感器和辅助驾驶决策，NAND存储提供了快速、坚固和安全的存储解决方案。慧荣科技基于NAND闪存提供适用于各类汽车应用的闪存解决方案产品组合，打造全球最可靠且最完整的车用存储方案，致力满足全球车用存储客户的需求，促进未来车用存储发展。

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