自动驾驶技术的发展导致车辆使用的数据量不断增加。这需要高性能存储，能够处理大量数据的读写。为了满足这些需求并创造更好的用户体验，KIOXIA开发了符合新的通用闪存(UFS)4.0标准的汽车存储。
汽车发展带来的高级存储需求
自动驾驶技术正在朝着全自动驾驶汽车的最终目标快速发展。3级技术(美国汽车工程师协会使用的定义为“条件驾驶自动化”)的实际实施已经实现，主要汽车制造商于2021年开始提供具有3级功能的车型。
这也推动了向下一代汽车E/E(电气/电子)架构的过渡。目标是整合ECU(电子控制单元)和车辆网络，这些网络因ADAS(高级驾驶员辅助系统)和信息娱乐等新功能而不断增加。
在没有驾驶自动化或支持功能的传统车辆中，主流方法是分布式架构，包括将单功能ECU放置在所需位置。许多广泛使用ADAS和其他3级系统的车辆都采用了“域架构”方法，即将汇集一系列功能的ECU分配给每个功能区域。随着驾驶自动化水平的提高，预计将转向“集中式”方法，将主域ECU集成到中央ECU中，中央ECU的作用类似于服务器，能够处理繁重的处理和控制要求。
数据存储是E/E体系结构中这一演变的重要组成部分。向域和集中式架构的转移需要提高用于连接ECU的网络的速度。此外，还需要大量数据，如ADAS和自动驾驶中使用的相机和激光雷达(光检测和测距)传感器数据、高清地图数据、其他车辆和行人的信息(V2X)，以及用于人工智能的机器学习模型。这样的功能使写入ECU存储器和从ECU存储器读取的数据量显著增加。这导致了对能够高速处理大量数据传输的汽车存储的需求。
铠侠——闪存的发明者
KIOXIA是NAND闪存的发明者，专注于“用‘内存’提升世界”。闪存是典型的“非易失性”存储器，即使在关闭电源的情况下也能保留存储在其上的数据。使用闪存的存储卡和其他存储设备重量轻、抗震且功耗低。由于闪存很容易有助于系统的小型化，因此它被用于大多数电子设备和系统，从PC、智能手机和家用电器等消费设备到车辆和数据中心。这种高度创新、可扩展的技术塑造了改变我们生活、工作和娱乐方式的产品开发。
自35多年前首次发明NAND闪存以来，KIOXIA一直是闪存和SSD行业的领导者。2007年，该公司宣布了3D闪存，这为存储单元小型化已经走到死胡同的行业提供了一种新的技术发展。
在汽车存储领域，KIOXIA积极努力扩展其符合嵌入式多媒体卡(e-MMC)和UFS标准的产品阵容。该公司于2013年开始运输用于汽车的e-MMC产品，并于2017年开始运送用于汽车的UFS产品。KIOXIA的汽车存储产品在广泛的汽车应用领域有着广泛的业绩记录，包括信息娱乐系统、ADAS、远程信息处理和数字仪表盘。
KIOXIA继续展示其领导作用，宣布产品符合最新的UFS 4.0汽车存储标准。
使用UFS实现更高的串行通信速度
UFS是e-MMC存储标准的后续产品。e-MMC和UFS都是JEDEC标准规范，其中一个关键功能是将闪存和控制器集成在一个封装中。
e-MMC于2007年成为标准，目前仍在许多消费、工业和汽车设备中使用。然而，由于其并行接口，e-MMC的传输速度被限制在不超过400MB/s。这越来越导致e-MMC无法跟上高端智能手机和其他需要更高操作速度的设备。
2011年，引入了使用串行接口的UFS标准。由于该接口支持全双工通信，因此主机设备可以同时向存储介质读取数据和写入数据。这使得传输速度比e-MMC显著提高，UFS 3.1(于2020年发布)的最高传输速度为2320MB/s，最新的UFS 4.0版本的传输速度为4640MB/s。
UFS的采用始于移动设备，也正在蔓延到汽车应用。3级车辆的主流是符合UFS 3.1的存储，但许多汽车制造商正在考虑采用UFS 4.0，为未来需要高速数据传输的车辆做准备。
率先推出兼容UFS 4.0的汽车存储
KIOXIA早期从事UFS产品的开发。UFS串行接口将MIPI联盟的M-PHY标准用于其物理层，并将UniPro协议用于其M-PHY接口。KIOXIA参与了M-PHY/UniPro规范的创建，并参与了标准化过程。
自2013年宣布UFS 1.1并于2022年6月开始运送UFS 4.0的样品供移动使用以来，KIOXIA一直处于UFS存储器的前沿。与之前的UFS产品平行，KIOXIA于2022年3月开始运送符合UFS 3.1标准的汽车用产品样品。
最近，该公司已开始运送符合UFS 4.0标准的汽车存储产品样品。KIOXIA存储器事业部存储器技术营销管理部存储器应用工程1部部长山本哲也强调，该公司是业内最早宣布此类产品的公司之一。
他评论道：“我们积极参与制定UFS 4.0的M-PHY/UniPro规范，并以尽快推出UFS 4.0汽车产品为目标进行开发。部分原因是我们能够充分利用我们在M-PHY和UniPro领域的先进工程能力，才得以如此迅速地开发产品。”
KIOXIA的UFS 4.0汽车产品可处理-40至105℃的工作温度范围，符合AEC-Q100的2级标准，并分别达到4000MB/s和2000MB/s的读写速度1。读取性能大约是KIOXIA上一代2 UFS 3.1汽车产品的两倍。
Yamamoto在解释这些性能提升时说：“关键是我们的闪存本身的性能和闪存控制器技术。”
存储器部存储器应用工程部1存储器应用工程组2经理Wakaki Mori指出，该公司使用第五代BiCS FLASH3 3D闪存作为其闪存的核心技术。“从一开始，我们就在考虑扩展到汽车UFS产品，并将其设计为能够在高温下运行。我们于2023年开始大规模生产用于汽车应用的BiCS FLASH 3D闪存，因此在制造方面，技术已经成熟，”他说。
KIOXIA的优势之一是它还设计了自己的控制器。控制器在实现最佳闪存性能和使存储产品接近UFS和其他标准定义的最大数字方面发挥着至关重要的作用。
Yamamoto解释说，虽然其他闪存制造商可能会使用第三方控制器，但KIOXIA坚持从一开始就设计自己的控制器。“控制器负责闪存的细粒度控制和管理，是存储性能的最重要决定因素之一。如果没有闪存的广泛知识，开发用于高性能存储的控制器是不可行的，”他说。
Mori解释道：“除了物理层等模拟元件外，数字电路技术对于增加功能和降低功耗也是必不可少的。”。“最近开发的UFS 4.0汽车产品也是如此，我们根据标准对控制器进行了优化。控制器技术在实现2000MB/s的最大写入速度方面特别有效。巧妙的排序使我们能够实现高效写入。”
除了支持HS-LSS(高速链路启动序列)以允许系统快速启动外，KIOXIA的UFS 4.0汽车产品还配备了一些功能，以实现汽车系统所需的增强可靠性和耐用性，例如检查设备运行历史的诊断功能，并且具有刷新和保持降级数据的可靠性的功能。这些产品的容量分别为128GB、256GB和512GB4。
使用闪存支持应用的演进
Yamamoto 强调，铠侠作为闪存制造商的使命是率先开发基于最新标准的内存和存储产品。“就 UFS 4.0 汽车产品而言，在我们开发出这些产品之前，开发符合 UFS 4.0 的主机 SoC(片上系统)设备的制造商甚至无法评估他们的 SoC。让内存成为制造商开发最新设备和系统的瓶颈是不可接受的。这是我们时刻牢记的。”
展望未来，汽车系统将继续向5级(完全自动驾驶)的目标发展。功能将通过智能手机式的更新不断升级，这将使车辆实现用户注意到的改进，例如能够比以前更顺利地穿过特定曲线。铠侠的 UFS 4.0 汽车产品无疑将通过其高速读/写大量数据的能力为这一发展做出贡献。Yamamoto 表示：“我们相信，我们的 UFS 4.0 汽车产品将满足或超越客户的期望，它体现了我们无与伦比的闪存专业知识。”
