現代汽車正日益成為「車輪上的資料中心」，進階功能和運算架構的創新使這一說法每天都更適用。例如，連網汽車是當今最複雜的軟體驅動機器，約有 1 億行程式碼，隨著 AI 在汽車中應用的發展，預計很快將擴展至 10 億行。但問題是，當今現有的汽車架構設計根本無法進行擴充，以支援這種資料爆炸性增長。汽車架構需要發展——儲存裝置也需要隨之發展。那麼這意味著什麼？
向集中式架構轉變
如今的汽車正從傳統的域分佈式架構遷移到具有集中決策的域和區域架構，以簡化設計。事實上，麥肯錫（McKinsey）估計，到 2030 年，區域架構車輛的全球市占率將達到 18% 左右，並持續增長。
利用現有的域方法，系統按車內功能進行分組，例如車用資訊娛樂（IVI）、連接功能、傳動系統等。雖然這種做法曾經具有永續性，但隨著汽車變得越來越複雜，感測器、攝影機和電子裝置的數量呈指數級增長，有些汽車擁有多達 150 個電子控制單元（ECU）。這需要更複雜、更繁重的佈線，進而增加了成本和重量。
區域架構有效地將系統和裝置集中在控制它們的 ECU 附近的實體區域，簡化了電子裝置的連接方式。然後，這些區域的本地控制器連接到類似於資料中心伺服器的中央高效能電腦叢集，高級汽車使用多達四個晶片系統（SoC）的集群。許多開發中的新車型已計劃採用這種集中式架構。然而，當今的汽車儲存裝置解決方案尚未發展到能夠支援大量 SoC 以實現最佳的系統效率。
因此我們很高興推出汽車儲存裝置的新模式——美光 4150AT SSD，它建構在資料中心 SSD 所提供的彈性和可擴充性的基礎上。4150AT 超越了資料中心常用的雙埠功能，是所有終端市場中首款提供四個連接埠並將其與單根輸入／輸出虛擬化（SR-IOV）功能結合的 SSD。這些開創性的功能推動業界向集中化和更智慧、更安全的車輛發展。讓我們深入瞭解一下其原理和原因。
專為智慧汽車新時代打造的硬碟
多埠 SSD 與 SR-IOV 技術的融合為同時管理資料分離和資料共享提供了強大的解決方案。4150AT 的每個連接埠都可以連接到 SoC，最多可支援 16 個虛擬機器（VM），進而提供對資料存取的細微控制。
4150AT 的四個連接埠提供多個獨立的資料路徑，允許與主機系統並發通訊。這些連接埠可以分配給不同的 VM 或工作負載，確保資料流量的嚴格隔離。無論是對延遲敏感的應用程式還是高吞吐量工作負載，多連接埠 SSD 都能提供彈性並加快洞察速度。
同時，SR-IOV 使 4150AT SSD 能夠支援數十個 VM，這一點至關重要，因為當今的主力 SoC 越來越多地使用虛擬化來執行多任務。值得注意的是，每個 VM 都可以擁有自己獨立的儲存區域或命名空間來儲存和存取資料，同時與其他 VM 共享資料池。系統架構師可以選擇性地分配連接埠，確保關鍵資料保持隔離，同時在需要時允許有效率的資料共享。私有命名空間與 SR-IOV 結合，確保資料只能由連接到該命名空間的虛擬機器或主機存取，進而維護關鍵資料的隱私和安全。無論是在雲端環境、邊緣運算還是資料中心，這種方法都能實現精確的儲存管理。
我們在設計 4150AT 時也始終將安全性放在首位，並採用最新的裝置層級保護和安全性來建構，包括硬體型加密、裝置認證、安全啟動和加密簽章韌體。
提高當今現代車輛的架構效率
那麼這一切是如何實現集中式架構的呢？ 由於現有的儲存解決方案通常只能連接到單一 SoC，因此該儲存裝置的容量只可用於該網域或功能，例如 IVI、ADAS 或連接。在某些情況下，這會導致設計團隊花費大量時間和精力並做出妥協，讓程式碼適合佔用一定空間，以避免增加一倍至下一個可用容量 - 例如從 512 GB 到 1 TB。在其他情況下，一項功能的儲存裝置（例如 IVI）中存在未使用或閒置容量，這些容量可以由另一 SoC 用於 ADAS 或連接等功能。我們的 4150AT SSD 替換最多四個儲存裝置，顯著提高了效率、總擁有成本和每 GB 成本，同時簡化了架構。
跨 SoC 共享儲存的另一種方法依賴昂貴的汽車級 PCIe 交換器將儲存硬碟連接至多個 SoC。這種方法通常耗電量大，並且佔用寶貴的電路板空間。4150AT 的多連接埠功能不再需要交換器，為汽車製造商提供更大的設計彈性，同時減少設計中的熱量和功耗。
4150AT 能夠連接多個 SoC，因此無需保留冗餘資料副本，進而節省大量成本。例如，單個城市的導航資料可能高達 100 GB，並且通常由 ADAS 和 IVI 系統共用。但現有方法要求將這些資料在車內至少儲存兩次，並將本地儲存與每個 SoC 綁定。如果將其乘以城市數量，就會產生數百 GB 不必要的儲存空間，相當於損失成本及浪費空間和位元。藉助 4150AT，情況將大不相同。
一點一滴拯救地球
到目前為止，我們最新的汽車 SSD 帶來的革命性優勢已經顯而易見。但更令我們興奮的是，我們將從轉向集中式架構獲得巨大效益。根據 Vicor Power 研究，由於簡化佈線，重量減輕，與傳統架構相比，區域架構最多可將電動車的年行駛里程增加 4,000 英里，同時車輛重量最多可減輕 40 磅。對於燃油汽車來說，這意味著更高的燃油效率（為駕駛者節省燃油成本），隨著全球暖化加速，這將有助於減少碳排放。在嚴峻的氣候變遷中，任何節省下來的能源都很重要，我們期待看到生態系統如何在其架構中利用 4150AT 打造更輕、更精簡和更環保的汽車。
面向未來的新時代汽車
新的問題需要新的解決方案，因此我們從頭開始重新設計汽車儲存裝置，推出全球首款四連接埠 SSD——美光 4150AT。它的多連接埠和 SR-IOV 虛擬化為生態系統帶來前所未有的彈性和強大功能，最終能夠滿足汽車資料工作負載日益增長的複雜需求，而隨著生成式 AI 和全自動在未來汽車中的普及，汽車資料工作負載的數量和複雜程度只會不斷增加。這款 SSD 支援集中式架構，讓汽車生態系統能夠以可擴充、可持續的方式使汽車適應這些顛覆性技術的未來發展。在汽車製造商的工具包中，4150AT 只是一個雖小卻強大的組件，因此生態系統如何利用它來重新構想和重新設計未來汽車的可能性是無限的。我們才剛剛開始這場激動人心的變革，正如人們所說，過程比終點更重要。
