车载数据存储需求更迭——解读西部数据《汽车行业工作负载白皮书》

随着半导体信息技术的发展，汽车领域的创新已经由传统的机燃油领域转向数字化、联网信息化电气化、自动化等领域，数据成已经成为汽车智能化中最关键的基础信息。据研究机构Counterpoint预测，到2025年，全球约30%的销售汽车将支持2级或以上的自动化。

要让汽车有更多的智能功能，就必须收集更多的汽车数据，而车辆将越来越多地设计为本地收集、处理和存储数据，并在适当时候有选择地上传数据。这将在车内以及云端产生对数据存储和计算基础设施的需求。

研究报告指出，自动驾驶汽车会产生海量数据，而并不是所有的数据都会存储在车里，其中一些将被丢弃或转移到云端，很难精确地测量生成的数据量。传感器产生的数据取决于其应用和规格。例如，根据分辨率、颜色深度、帧速率和压缩级别，前置摄像头生成的数据可能在70 GB/hr到300 GB/hr之间。

汽车要存储的数据来源

可以说，存储是汽车行业持续发展过程中的一个关键组成部分，从上图可以看出，汽车要存储的数据类似于手机或者数据中心的数据，有冷数据也有热数据，所以对于汽车存储而言，不但要研究数据存储量增长趋势，也要研究其数据存储的特点以确保汽车系统的数据存储满足所需要的耐久度和使用寿命，以满足新应用程序需求，提供更好的用户体验。

2021年4月7日，中国工业和信息化部发布了《智能网联汽车生产企业及产品准入管理指南（试行）》（征求意见稿）要求“在我国境内运营中收集和产生的个人信息和重要数据应当按照有关规定在境内存储。因业务需要，确需向境外提供的，应向行业主管部门报备”，因此，更需要对汽车数据的存储做深入研究，以应对数据分析、调用和存储的需求。

做为存储领域领先的老牌企业，西部数据公司早就注意到汽车数据的存储差异化，已开发出相关工具和分析方法，旨在为当前和未来独特的工作负载提供合适的解决方案，支持不断增长的汽车存储市场，并避免因过度写入造成存储过载，从而导致产生昂贵的召回费用。

近日，西部数据联合IDC发布了《汽车行业工作负载分析》白皮书，对汽车数据存储与工作负载做了深入的分析与解读。白皮书指出，实际工作负载分析对于了解汽车目标系统的需求和存储要求至关重要，例如通过考量目标系统中每天读取和写入多少数据、是否有意外或特殊的数据模式、潜在的写入放大因素等等。

存储工作负载分析可以实现主动监控，并预防软件问题，帮助客户确定所需要的容量来防止存储空间耗尽。通过使用寿命预测、存储产品设计和验证考量来确定产品基准。此外，它还可以用作未来存储以及系统优化和创新的基础。

西部数据的分析工具能够基于持续产品升级换代和不同设置，重复执行工作负载分析，这样可以识别不断变化的趋势和意外模式。在实际测试导航应用程序的过程中，可以发现，它的行为和模式在20分钟的导航内可产生约150-300 MB 的内存。但是，在最近的设置上分析此应用程序时，令人意外的是，它在完全相同的使用概况下生成了1.5 GB的数据。地址范围上的操作分析显示了一个特定的地址区域，该区域吸收了大部分写入操作。通过使用高级分析工具功能来放大此区域，可以发现有密集日志记录活动以循环方式不断重写相同的 1 MB 文件。

此外，工作负载分析还能够预测产品使用寿命，主要是基于写入放大因子 (WAF) 和总写入字节数 (TBW)。

WAF是写入闪存的数据量与主机写入的数据量之间的比例。写入放大 (WA) 是与闪存相关的一种现象，即写入缓存的实际物理信息量通常多于主机打算写入的数量。WA 的主要原因在于闪存属性，它只能擦除固定大小的块，不能覆盖已编程的数据，而且在某些情况下需要刷新数据。提供了闪存容量和写入周期；因此，更低的 WAF 有助于实现更长的产品使用寿命。

产品TBW是产品在其使用寿命内可以支持的主机写入总量，以TB为单位。TBW直接受工作负载WAF影响。预期使用寿命预测基于产品TBW计算得出，而预期典型/繁重日常写入基于工作负载分析。

在白皮书中，西部数据也通过使用存储诊断主动监控现场问题，即基于直接从存储设备读取的统计数据和诊断信息。此类诊断信息的示例包括使用寿命统计数据和寿命结束通知，可以在 eMMC、UFS 和 NVMe 中通过简单和标准方法从存储设备读取，来实现主动识别现场问题，以防意外过度使用存储、缺陷或系统中的任何其他异常。尽早识别现场问题，可以在设备达到使用寿命以及可能因故障而需要召回之前采取预防措施。

除了监控现场使用情况，此类设备诊断还可在实验室中用作一种额外的分析工具。在工作负载分析期间，这些诊断可用于微调测试和认证，识别设置问题，以及分析产品行为。这对于提升汽车的安全性可靠性都是非常重要的。

总结

汽车不同于其他移动设备，它关乎到人的生命，并在各种各样的严苛、极端环境中使用，这就要求汽车存储需要支持要求越来越严苛且具有多用途的应用程序。随着应用程序不断变化和工作负载日益密集，存储对整个系统的可靠性、耐久度和用户体验越来越重要。

使用西部数据的先进诊断和监控工具执行工作负载分析，是系统验证路径的一个必要阶段，旨在识别意外行为，应用预防性措施，并确保存储规范的兼容性，从而满足系统需求和应用案例的需求。西部数据在工具和方法上进行了大量投入，旨在实现深入而彻底的工作负载分析。借助这些工具，西部数据可以帮助OEM和一级公司对预期存储行为和使用寿命实现更高的可预测性，并为其最终用户提供更出色的解决方案。

目前，汽车行业正在经历‘新四化’的深刻变革，5G、车路协同、人工智能等创新技术的普及对智能化汽车的数据存储、计算、分析带来了多样化挑战。西部数据公司深耕存储领域，在HDD和Flash领域都有着深入的积累，同时对车载存储需求保持着密切的关注。

西部数据公司中国区汽车电子事业部销售总监王剑松

西部数据公司中国区汽车电子事业部销售总监王剑松表示：“我们将不断整合丰富的行业经验、出色的垂直整合能力以及广泛的产品组合，提供高性能、高耐用、高容量的车载存储解决方案，以创新数据架构赋能自动驾驶领域端边云协同发展。未来，西部数据将持续携手汽车领域合作伙伴与本土自主品牌，共同推进国内汽车行业的发展进程。”