今天，汽车需要做的不仅仅是停车和快速舒适地行驶。随着数据存储需求不再仅仅由导航和信息娱乐系统驱动，而是由先进的驾驶员辅助系统(ADAS)驱动(市场研究公司Strategy Analytics预计，到2021年，汽车oem每年将在辅助和安全解决方案上花费370亿美元)，数据存储子系统必须用小的包来开发，以满足空间的限制，并以高密度来处理高级应用程序。
汽车制造商正在竞相生产第一批自动驾驶汽车，这已经不是什么秘密了，它们依靠雷达、激光雷达、摄像机、夜视设备和其他传感技术。随着我们从1级和2级自治向5级完全自治过渡，估计每秒将产生3到10gb的新数据。即使是拥有二级自动驾驶能力的汽车，每秒也能产生1gb的数据。
由于您无法将所有内容传输到网络或云上(由于延迟的原因，您也不想这样做)，因此需要大量存储空间(图1)．这将导致非易失性内存(NVM)内容可能增加四倍，从16gb增加到128gb，再增加到64gb，最后增加到1.0 TB，具体取决于自治级别。
1.自动驾驶汽车的应用程序会产生大量的数据，这使得工程师们专注于高效的存储策略。(资料来源:英特尔战略分析，2018年闪存峰会演讲)
在一辆自动驾驶汽车中，4小时的旅程可以产生超过16tb的数据(每小时4tb)。但是所有这些数据将驻留在哪里呢?最初是在本地内存中，因为不是所有的数据都会被保存，需要长期存储的数据最终会被上传到云端。
NAND闪存的需求
行业观察人士预测，当四级智能汽车的渗透率达到1%时，NAND的需求将比目前的需求高出25倍。
根据联合市场研究公司(Allied Market Research)最近的一项研究，到2025年，全球3D NAND闪存市场将达到997.7亿美元。在类型中，TLC flash，三级电池细分市场份额占到2017年的一半以上，将继续保持主导地位，2018 - 2025年的复合年增长率为37.1%，是最快的。这是因为TLC flash每单元存储3位数据，每gb的价格比SLC和MLC flash低。
简而言之，这一切都与存储有关。到2025年，车载汽车存储容量将超过1tb，这在一定程度上有助于为自动驾驶和交通管理提供车载AI。当我们考虑存储时，现在的主要介质是3D NAND，一种将晶体管堆叠在一起以解决速度和成本问题的技术。
当你阅读这篇文章时，IEEE刚刚在旧金山结束了2019年ISSCC(国际固态电路大会)。在存储领域，世界上最大规模的半导体技术国际学术会议正在推进3D NAND闪存和每单元3位和4位(TLC和QLC)编程。
以下是2019年ISSCC上讨论的几个当前最先进的内存实现:
- 业界最高的3D内存堆栈，128层，存储阵列下的外围电路，512 gb TLC芯片提供132 Mb/s的写入吞吐量。
- 512 GB TLC芯片，而使用QLC的96层设备将密度提高到1.33 TB /芯片，或每平方毫米超过1 GB。
这是继2018年ISSCC之后，在ISSCC中，1tb、每单元4位的设计都实现了5.63毫米2提出了一个512-GB、每单元3位、96层叠字线层的三维NAND。
UFS 3.0
JEDEC的UFS(通用闪存)是一种高性能接口，专为需要最小化功耗的应用而设计。UFS背后的主要理念是为闪存存储带来更高的数据传输速度和更高的可靠性。
UFS标准支持汽车内存应用程序的性能和密度需求。UFS首次发布于2011年2月，提供了低有功功率水平和近零空闲功率水平，这允许显著降低设备功耗。2018年1月，JEDEC发布了JESD220D UFS 3.0，这是对2016年发布的2.1版的更新。
UFS 3.0的带宽是UFS 2.1的两倍，功耗更低(图2)．UFS 3.0单车道可达11.2 Gb/s，双车道可达23.2 Gb/s。UFS 3.0还可以在更高的温度下工作，这对于温度范围为−40到105°C的汽车应用来说是至关重要的。大多数嵌入式多媒体卡(eMMC) 5.1解决方案只能处理−25 ~ 85℃的温度范围。
2.通过使用UFS接口，UFS 2.1和3.0闪存产品可以实现大约2.7X和7.1X的顺序读取速度比当前的eMMC同类产品快。
UFS 3.0包括两个专门为汽车市场引入的功能:扩展温度范围的能力，支持−40到+105°C的宽温度范围，和刷新操作。通过将旧数据重新定位到其他较少使用的单元，数据刷新特性可以提高系统可靠性。此外，还有温度通知，包括基于预定义温度范围的设备警报。
总的来说，3D NAND的坚固结构使其非常适合汽车应用，具有承受恶劣环境的能力，包括汽车级的温度范围。在高级汽车代码存储应用中，测试表明，如果NAND设备的程序/Erase (P/E)循环次数达到100次左右，并且在85°C的高温下运行，数据保存时间为25年。在汽车应用中，代码不太可能受到多达100个P/E循环的影响。
测试数据还显示，在70°C条件下，10,000次P/E循环后，该设备的数据保存期超过15年。这与目前市场上的NOR闪存产品的性能相当。
