汽车存储器的种类和功能是什么

汽车存储非常重要，特斯拉Model S曾用过非车规级的存储，即SK hynix的H26M42003GMRA，是2014年的老产品了。频繁的OTA和高温导致其失效，最终导致频繁死机黑屏，这种故障无法通过OTA解决，必须拆开车机，取下芯片，更换车规级芯片才能解决。不用说，这个解决办法成本极高。

汽车里每个SoC和高端MCU都需要存储器配合，用量最大的是座舱SoC和智能驾驶SoC，其次是T-Box和仪表，再次是网关和底盘。   存储器主要分为三类:  

一类是DRAM，做数据和代码缓存，主流的是LPDDR4和LPDDR5；

第二类是存储数据，主流的是eMMC和UFS；

第三类是存储代码，主流的是NOR Flash。

上汽飞凡R7智能驾驶域控制器

我们以上图中的上汽飞凡R7智能驾驶域控制器为例来研究汽车存储，中间的大芯片就是英伟达Orin-X，外围4片美光的LPDDR5内存，型号MT62F1G64D8EK-031 AAT:B，容量8GB，速率6400MB/s，x64位宽，这是美光的新产品。一片美光的eMMC，代号为JWD65，型号为MTFC32GASAQHD-AAT，容量为32GB，时钟频率200MHz，速度比较慢，应该主要存放启动根目录文件。一片美光的UFS，代号HSA06，型号 MTFC256GAVATTC-AAT，是UFS3.1版本，容量256GB，应该主要是存放智能驾驶感知模型和决策模型以及相关文件的，这个容量是理想双Orin自动驾驶控制器的两倍。在JWD65右边还有一颗用于启动的串行Flash，型号MX25U51279，容量512Mb，由中国台湾旺宏提供。另一侧也有串行Flash，型号为MX78U64A00FXDR02，容量也是512Mb，也是由旺宏提供。

理想L8/L9的座舱域控制器SA8155P模块

上图是理想L8/L9的座舱域控制器SA8155P模块，使用两片LPDDR4，LPDDR4芯片由美光提供，型号为MT53E1536M32D4DT-046 AIT:A，容量为6GB，速率为4266Mbps。UFS方面也是美光供应的，就在SA8155P下方，代号HSA12，型号为MTFC128GAZAOTD-AAT，容量为128GB，标准为UFS2.1。

蔚来ET7的SA8155P模块

蔚来ET7的SA8155P模块，使用两片美光的D9XKN芯片。D9XKN是美光的LPDDR4芯片，正式型号为MT53E2G32D4DT-046，容量为64Gb，即8GB。蔚来的UFS来自三星，型号为KLUEGAJ1ZD-C0CQ，容量256GB，版本是UFS2.1，电压1.8/3.3伏，界面为G3 2Lane。在PCB板背面还有一片SA8155P Boot Loader的串行NOR Flash芯片，由美光提供，芯片标识为RW199，型号为MT25QL128ABA8ESF-0AAT，容量为128Mb，电压2.7-3.6伏，温度范围为-40℃到105℃。

日产最新的座舱芯片

上图是日产最新的座舱芯片，日系车一向以电子架构落后而著称，日系车落后国产车约10-20年，原因其一是日系车供应链捆绑得很紧，没有动力升级，二是节约成本。日产这款座舱使用了极为罕见的DDR3内存，这是2002年的标准了，距今已超过20年了，基本上没有厂家生产了。但日系车仍然在用，DDR3内存是中国台湾地区的钰创供应的，钰创是罕见的内存设计公司，自己设计内存再委托华邦晶圆厂代工，型号为EM6HE16EWAKG-10H，容量为每片4Gb，也就是仅有0.5GB，估计制造工艺是350纳米，而现在3纳米的芯片都要量产了。同时日产还使用了一片同步SDRAM芯片，同样极其古老，还是由钰创提供，容量仅16Mb，体积硕大，可能是1000纳米制造工艺，也有20年以上的历史。eMMC方面则用了国产的江波龙，容量8GB。在PCB板背面，还有一颗存储，是中国台湾地区晶豪科技公司提供的Bootloader Flash，型号EM29LV320A，容量只有48Mb，体积硕大。

美光垄断了高端市场，车载领域超过1GB的DRAM市场90%都被美光收入囊中，一来是这个市场比较小，PC领域的市场规模是其10倍以上，三星和SK Hynix对该市场很少关注。二来美光和高通、英伟达乃至瑞萨这些SoC企业会提供定制服务，这些SoC会指定用美光的存储。只有韩系车少量使用三星的大容量DRAM。

每次运算的时候，CPU发出指令，权重模型从UFS中被取出暂存在DRAM中，如果有显存的话，就放在显存里，通常显存比共享DRAM带宽要高得多，这样每次运算就无需从UFS中取出，这也是DRAM和显存存在的意义，它的速度比UFS快太多了。

来源：JEDEC

存储行业的标准由JEDEC把持，JEDEC 固态技术协会是微电子产业的领导标准机构。在过去50余年间，JEDEC所制定的标准为全行业所接受和采纳。作为一个全球性组织，JEDEC的会员构成是跨国性的。JEDEC不隶属于任何一个国家或政府实体。JEDEC的标准制定程序使生产商与供应商齐聚一堂，通过50个委员会和分委员会来完成制定标准的使命，以满足多样化的产业发展与技术需要。JEDEC拥有近300家会员公司，包括业内几乎所有前100家公司。在JEDEC的投票程序中，一家公司，无论其公司规模及影响力大小，只有一票投票权。标准只有在委员会三分之二多数投票通过时才能采纳。所有标准最终都由理事会投票批准;批准需要75%的多数票赞成。

不过JEDEC的标准还是需要花点小钱才能看到，比如LPDDR4X的标准需要花106美元，LPDDR5X的标准要459美元。当然了这是几百页的详细标准，普通人无需知道这么详细的标准。  

来源：JEDEC

目前最新的移动DRAM标准是LPDDR5X，是2021年6月底发布的。LPDDR4/LPDDR4X因为不支持Bank Grouping (组块)，因此价格比LPDDR5还高，同时LPDDR4/LPDDR4X是双通道的，带宽比LPDDR5还高。LPDDR4X与LPDDR4的区别在于Vddq，Vddq是DRAM I/O缓冲的电压，基本上与核心电压VDD合二为一了，电压越低意味着可以有更快的速率和更低的功耗。为了缓解LPDDR5带宽还不如LPDDR4的尴尬，LPDDR5X出现了，它与LPDDR5最大区别就是速率提高到8533Mbps，追平LPDDR4（LPDDR4是双通道），理论最高带宽从51.2GB/s提升至68.26GB/s。同时它是可变电压，最低可到0.5伏，最高1.1伏，功耗降低约20%，对手机挺合适的，小米13也是全球第一个使用LPDDR5X的机型，不过对车载领域就无所谓了，这点功耗微不足道。目前也没有车规级的LPDDR5X产品问世，鉴于LPDDR5X提升有限，已经有人抢跑了，SK Hynix已经推出LPDDR5T，最高速率9600Mbps，比LPDDR5提升13%，LPDDR5T就是未来的LPDDR6。

GDDR本来是用在显卡上的，但由于AI持续进化，Transformer流行于汽车行业，对存力需求越来越强，于是特斯拉第一个使用GDDR6，但目前还没有车规级GDDR6产品。

来源：JEDEC

目前已经有了GDDR6X。鉴于GDDR的重要性，三星不甘心让美光持续领先，三星在今年7月宣布内部已经完成GDDR7的内部开发，2024年初就可以出货，实际GDDR7的标准还未确定。

来源：JEDEC

三星对GDDR6也做了小幅度改动，改动后理论最高带宽从672GB/s提高到768GB/s，上表中有一个地方错了，256bit应该是384bit。GDDR7则达到1TB/s，逼近昂贵的HBM了。