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带有增强型 ECC 功能的车用 LPDDR5X 直面汽车行业挑战

Mike Basca | 2025 年 2 月

汽车行业的挑战

30 多年来,美光科技一直是汽车市场上内存和存储解决方案的全球领导厂商。这一成就源自美光的持续创新,以及与汽车生态系统中的 SoC 供应商、OEM 厂商和一级供应商间的密切合作。内存和存储是汽车电子架构中诸多创新的基础。长期以来,美光通过优化产品功能,为特定应用提供有针对性的产品,有效提升了车辆质量和终端用户体验。典型示例包括:面向质量的设计;通过额外的老化测试来降低婴儿死亡率;提高测试期间的温度以模拟汽车运行环境;获得功能安全 (FuSa) 相关应用的产品使用认证;增强设备功能,以满足车辆设计师的系统需求。

高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和车载娱乐 (IVE) 相关应用的不断发展,对车辆系统的性能提出了更高要求。推动这一性能需求的关键因素包括车载信息娱乐系统 (IVI) 中的多个 4K/8K 屏幕;满足驾驶员和乘客需求的车内感应系统;以及在本地运行的生成式人工智能 (AI) 应用。ADAS 系统已普遍采用机器学习和 AI 技术,以实现更高的安全级别(2 级、2+ 级、3 级和更高级别)。随着传感器和更高分辨率摄像头数量的增加(L2/L2+ = 25-30 个感应触点),分析和决策功能所需的数据量也随之增加1。为实现这些功能需求,需要快速内存和处理器来分析大量数据流、正确解释数据,并做出瞬间决策。这种复杂性推动了对更高带宽 (300-500 GB/s) 的需求2。通过与客户、相关硅知识产权 (IP) 提供商以及芯片组供应商(汽车处理器供应商)携手合作,美光开发了一款增强型 LPDDR5X 产品,旨在为汽车平台带来划时代的性能。

满足系统需求

美光的突破性 LPDDR5X 优化纠错码 (ECC) 方案可减轻系统内联 ECC 对性能的各种影响,将带宽提升 15% 至 25%3。这种全新的 LPDDR5X 优化 ECC 方案称为直接链路 ECC 协议 (DLEP),不仅能够提高性能,还可以降低时间故障率 (FIT),从而让 LPDDR5X 内存系统满足 ISO 26262 ASIL-D 规定的硬件指标。此外,这款新产品在使用 pJ/b(皮焦耳/比特)衡量时的功耗降低了约 10%,并且增加了至少 6% 的可寻址内存空间4。如今,基于美光经过 ISO 26262 ASIL-D 认证的系统级 LPDDR5X DRAM 来构建应用,可以轻松满足关键的汽车 FuSa 要求。

美光新推出的 LPDDR5X DRAM 支持 DLEP 并兼容 JEDEC,旨在满足汽车应用的严格要求。该产品的生命周期超过五年,能在极端温度范围内运行。这款新的 DLEP 增强型 DRAM 可满足高性能应用程序对更高带宽的需求,实现更大的价值。支持 DLEP 的 LPDDR5X DRAM 是美光持续创新的成果之一,彰显出美光有能力推出创新型内存和存储解决方案,应对汽车市场面临的挑战。最后,我们预计这款具有更高带宽和更低功耗的产品将助力客户降低总拥有成本 (TCO)。

未来趋势展望

有人可能会问,美光的下一步行动是什么?新产品是如何工作的?或者,如何获得支持 DLEP 的 LPDDR5X DRAM? 不久之后,美光的 SoC(片上系统)和 IP 合作伙伴将宣布推出相关硬件和 IP 模块。在这些公告发布的背后,是美光与 SoC 合作伙伴的长期合作,以期为客户打造有针对性的解决方案。该解决方案的创新之处在于,通过 DRAM 和处理器之间的直接连接来提高性能。通过深度合作,美光和合作伙伴能够帮助客户加速产品上市、以更低的成本打造更好的产品。正确配置并使用 DLEP 增强型 LPDDR5X DRAM 的系统可使用更小的 SoC 硅片和电路板,同时使用更小的封装和更少的器件,从而能在平台的整个生命周期内额外节省数百万美元5。最后,作为美光功能安全计划的一部分,这些高端 LPDDR5X 设备现已上市,用户可通过“FAIT”、“FAAT”和“FAUT”零件编号标识符来识别它们。这些支持 DLEP 的 LPDDR5X 产品将在今后多年里被各种汽车系统所采用。在庆祝卓越成就的同时,美光将继续寻找下一个需要解决的问题。纵观当今的各行各业,我们看到 AI 和数据丰富型内容正变得日趋复杂,而内存和存储仍然是解决方案的核心。

arXiv:2302.14017 (2023)。

 

1 数据大小及带宽的估算基于行业标准 (ISO 23150) 和 Autosar 传感器接口规范 (R20-11)。传感器的示例包括激光雷达、摄像头、GPS、超声波传感器等。

2 根据传感器需求和 8bit 大语言模型,假设使用 GGML 量化 (ggml.ai) | PIM:存内处理,S. Kim 等人 "Transformer 推理的全栈优化:综述。"arXiv 预印本

3 与典型的内联系统 ECC 方案和 DLEP 进行比较

4“额外可寻址内存空间”基于用于存储系统 ECC 奇偶校验的恢复内存密度

5 基于需要 512 个 I/O 用于 DRAM 的标准系统,而带有 DLEP 的 LPDDR5X DRAM 系统仅需要 416 个 I/O 即可实现等效 500GB/s。

产品与系统嵌入式业务部门 (EBU) 副总裁

Mike Basca

Mike 目前负责 EBU 的内存和存储产品策略、路线图、生态系统支持和系统架构。他的工作主要面向汽车、工业和消费者细分市场。他在半导体行业工作了 29 年,履历涉及市场营销、产品线管理、业务运营、产品工程和制造等多个职能部门。Mike 拥有宾夕法尼亚州立大学学士学位和斯坦福大学材料科学与工程硕士学位。后来他又在麻省理工学院获得了两个硕士学位,专业分别为电气工程/计算机科学和管理学。