Allion Labs / Richard Shen
近年來隨著越來越多的電子產品被整合到汽車艙內和引擎蓋下，汽車內的電子產品也逐漸進步到聯(lián)網汽車、先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、GPS導航，以及功能豐富的信息娛樂系統(tǒng)。其中汽車存儲裝置將會是未來汽車產業(yè)中不可或缺的一項關鍵零組件。舉例來說，它不僅適用于存儲數據也支持現代汽車系統(tǒng)的高速運算。此外，當自動駕駛汽車中的傳感器數量、傳感器的相應分辨率、網絡帶寬逐漸擴大時，龐大的數據量使用量將以GB/s起跳。
以下例子時常發(fā)生在我們的生活當中，但我們曾不察覺：在一天之內啟動/關閉車輛電源數次，然而在這種情形下我們可能不會意識到突然關閉電源可能造成數據遺失的嚴重性。NAND Flash的設計則起到了恢復作用，它能妥善避免電源關閉的突發(fā)狀況（Suddenly Power off, SPO），并可在狀況發(fā)生后迅速恢復資料。由于經常性的啟動/關閉電源會直接影響快閃存儲裝置的存放與恢復，因此成為了Flash制造商與車商最為關注的要點。
SSD 控制器（Flash Translation Layer，FTL）可維護各種元數據；例如，數據對應表、快閃頁面實體狀態(tài)的信息、以及錯誤區(qū)塊信息。而廠商所需面對的課題便是克服Flash的數據在突發(fā)斷電后在正確區(qū)塊做讀寫并能妥善存留。此外，SSD控制器在主存儲器的“快取”功能也相對重要，它能定期或在系統(tǒng)關機時同步至閃存，確保用戶數據與SSD元數據間的一致性。
現行常見的車內存儲裝置有分成以下幾種：
| Type | Protocol | Speed |
| SD | SD | 10MB/s Class 10
624MB/s (UHS-III) |
| eMMC | MMC | 140MB/s (eMMC 4.5) |
| PATA SSD | ATA | 167MB/s (UDMA 7) |
| SATA SSD | SATA | 600 MB/s (SATA 3.0) |
| NVMe SSD | NVMe | 3.94 GB/s (PCIe GEN 3 x4) |
正常斷電與數據回寫的過程:
如果偵測到電源中斷，SSD會將所有快取的用戶數據和元數據傾印至NAND閃存，SSD甚至可以保護DRAM中的用戶資料，避免SSD在開啟快取時突然關閉電源（通常情況下，數據會受到保護的所有作業(yè)周期）。假使汽車每天進行數次的開/斷電動作，如果沒有做好一定的保護， SSD數據就會出問題。
Source: Viking Technology
Cap: Capacitor
FTL: Flash Translation Layer
百佳泰案例分析
廠商將SSD提供給“數字警察”執(zhí)法使用，目的在于紀錄影像數據與搭配系統(tǒng)OS，并將其整合放置于警車內的AI智能系統(tǒng)。根據客戶在連續(xù)使用數月后的回報系統(tǒng)中發(fā)現無法正確記錄/讀取SSD的數據數據。
Source: NYPD traffic enforcement
使用環(huán)境
不論廠商設計的是哪一種存儲裝置，汽車產業(yè)與其他市場應用需求有較明顯的差異。以NVM（Non-Volatile Memories）來說，最明顯的是工作溫度（介于-40° C至+150° C的環(huán)境)。而從上述的案例中我們分析因汽車在每天有多次的開關電源動作，導致備用電池故障并造成系統(tǒng)中的SSD數據損毀。
| Type | Feature | Note |
| SSD Type | mSATA 128GB SSD | |
| Working Temp | Day Time: 25~ 40 degree
Night : -10~20 degree |
|
| Working Time | 12~ 18 hours | |
| Access Type | Data Write 90% Read : 10% | |
| Broken Cycle | 6-8 months | |
| Battery | System with lithium battery | The battery was broken |
由于系統(tǒng)電池損壞，操作系統(tǒng)在引擎電源關閉后造成無法正常關機。此外，意外發(fā)生的斷電損失期間，傳輸中的數據因無事先通知SSD，導致無法有效存儲或刷新到閃存。通常碰到這類型的情況，儲存在 SSD 中的數據不會正常更新，并可能會導致數據不兼容、數據損毀，甚至裝置故障等問題。
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用例：從以下樣品的測試報告中我們可以發(fā)現
建議:
- 汽車停放室外，溫度可能會高于80度，會造成電池和 NAND 老化。
- 好的車用SSD中的控制器，FTL要能妥善處理斷電數據保存機制。
- SSD中的超級電容是防止突然關機的重要組件，也是汽車存儲的關鍵零組件。
- 汽車開機是日常工作流程，汽車SSD廠商應提供與車輛同等的保固周期。
