Das moderne Automobil und sein Gedächtnis

Autor/Redakteur: Volker Schumann, Senior Manager Automotive Sales bei Toshiba Electronics Europe/gg

Fahrzeuge, ganz besonders Autos, werden immer smarter und vernetzter und generieren dadurch immer mehr Daten. Dies erhöht den Bedarf an Lösungen zur Datenspeicherung für Navigations-, Infotainment- beziehungsweise Fahrerassistenzsysteme.

Die ersten Massenspeicher in Autos gab es Mitte der 1990er Jahre. Damals wurden Oberklasse-Fahrzeuge erstmals mit integrierten Navigationssystemen ausgestattet. Seit 1996 hat Toshiba über 28 Millionen automotive-spezifische Festplatten (HDDs) verkauft, deren Speicherkapazität sich seither stetig vergrößert hat und heute Kapazitäten bis zu 320 GByte erreicht.

Der Markt für automotive Speicherlösungen boomt

Waren derartige Speichersysteme zunächst nur in Luxuslimousinen zu finden, haben sie sich innerhalb der letzten 20 Jahre zu einem festen Bestandteil quasi aller neuen Autos entwickelt – und das Wachstum geht rasant weiter. So soll die durchschnittliche Speicherkapazität in Fahrzeugen von heute 15 GByte bis 2018 auf 35 GByte und bis 2025 auf 60 GByte ansteigen. Ein großer Teil des Wachstums wird dabei auf NAND-Flashspeicher entfallen. Bis 2018 wird sich der Markt für Automotive-NAND verdoppeln und auf ein Volumen von über 600 Millionen US-Dollar ansteigen.

Etwa 70 bis 80 Prozent der gesamten Speicherkapazitäten in Autos werden heute von Karten- und Mediendaten in Anspruch genommen. Dieser Bedarf wird durch Navigationssysteme mit 3D-Grafik und, umfassenden Point-of-Interest (POI) Zusatzinformationen beziehungsweise der Möglichkeit zur Darstellung von Satellitenbildern, wie man sie etwa von Google Earth kennt, weiter sprunghaft ansteigen. Und in Zukunft werden Fahrerassistenzsysteme für das autonome Fahren mehrschichtige HD-Karten mit noch größerer Detailtreue und Speicherbedarf benötigen.

Aber auch Spracherkennungs- und Sprachausgabe-Systeme, die verschiedene Sprachen unterstützen, verlangen kontinuierlich nach immer mehr Speicherplatz. Und nun bieten erste Fahrzeuge bereits die Möglichkeit der Erkennung und Verarbeitung von natürlich gesprochener Sprache. Zusätzlich steigt die Zahl der Anwendungsprogramme und deren Speichergröße kontinuierlich an. Endkunden erwarten die gleiche Funktionalität, die sie von ihrem Smartphone gewohnt sind. Moderne high-end Infotainmentsysteme integrieren Software und Applikationen dutzender unterschiedlicher Hersteller.

Ein weiterer Faktor, der sich auf den Speicherbedarf auswirkt, ist die Verbindung zum Internet. In zwei Jahren werden vermutlich rund 60 Prozent aller Neuwagen über mobile Technologien mit dem Web verbunden sein. Dadurch besteht grundsätzlich die Möglichkeit, bei besonders speicherhungrigen Anwendungen auf Cloud Storage zu setzen.

Generell erwarten die Endkunden aber, dass die meisten ihrer Anwendungen im Auto auch dann funktionieren, wenn gerade keine stabile Internetverbindung zur Verfügung steht. Es ist jedoch beispielsweise vorstellbar, dass weitere Kacheln (“tiles”) der HD-Karte erst abhängig von der gewählten Route nachgeladen werden. Oder das zusätzlich zur normalen Sracherkennung die Erkennung natürlich gesprochener Sprache durch online Dienste angeboten wird. In Zukunft wird hier jeder Automobilhersteller für sich die beste Balance zwischen der Verfügbarkeit der Services und dem Bedarf an Speicherplatz finden müssen.

Der Trend zu NAND-Flash

Ein Großteil dieses Wachstums entsteht durch die Infotainment- und Navigationssysteme in Kleinwagen und Autos der Mittelklasse. Diese nutzen typischerweise zwischen vier und 32 GByte Speicher, und bei diesen Kapazitäten ist NAND-Flash besonders kosteneffizient. Vor allem e • MMC-NAND erweist sich als äußerst beliebt und löst zunehmend die auswechselbaren SD-Speicherkarten ab. Die Kombination des NAND-Host-Controllers inklusive umfangreicher Speicher-Management-Tools innerhalb des Speicherchips beim e • MMC erleichtert das Design.

In High-End-Navigationssystemen kommen heute oft dedizierte Automotive-HDDs mit bis zu 320 GByte für die Karten- und Mediendaten plus e • MMC mit 16 bis 32 GByte für die Applikationsdaten zum Einsatz. Manche Fahrzeughersteller haben in neuen Projekten bereits die HDDs durch SSDs mit 60 bis 200 GByte NAND ersetzt, andere steigen direkt von HDDs auf e • MMC-NAND-Lösungen mit 64 bis 128 GByte um. Automotive Festplatten werden wohl noch in den nächsten sieben bis acht Jahren zum Einsatz kommen. Es wird aber erwartet, dass alle Projekte, die ab 2020 in Produktion gehen, Solid-State Speicher in der ein oder anderen Form nutzen werden. Der Grund für den Wechsel von Festplatten zu NAND Speichern ist die höhere Zuverlässigkeit bei automotive Bedingungen, da sie keine beweglichen Teile aufweisen.