Infineon Technologies a présenté la semaine dernière la première mémoire flash LPDDR de l’industrie automobile pour soutenir le développement de nouveaux systèmes E/E (électriques et électroniques) pour les véhicules semi-autonomes. L’exécution de code sûre, fiable et en temps réel, qui est essentielle pour le contrôle de zone et de domaine automobile, est assurée par la solution Flash Infineon SEMPER X1 LPDDR.
Selon Infineon, l’appareil permet des transactions de lecture aléatoire 20 fois plus rapides pour les applications en temps réel et fonctionne huit fois mieux que la mémoire Flash NOR conventionnelle. Qualifier ce type d’amélioration des performances de remarquable n’est pas hyperbolique.
La mémoire Flash NOR typique est souvent appelée stockage non volatile, ce qui signifie que les périphériques de stockage dotés de ce type de mémoire flash conservent les données sans utiliser de batterie ou d’autre source d’alimentation. Cette capacité a permis aux voitures dépendantes du logiciel d’offrir des fonctionnalités de pointe avec une sécurité et une flexibilité architecturale améliorées.
Les voitures de nouvelle génération sont des ordinateurs sur roues
Comme je l’ai observé dans les articles précédents, les voitures modernes sont devenues des ordinateurs sur roues au cours des 20 dernières années. Les voitures de nouvelle génération dépendent d’ordinateurs multicœurs de pointe créés à l’aide de techniques de fabrication modernes.
Parce que l’intelligence et la connectivité en temps réel sont nécessaires pour satisfaire le besoin de sécurité et de fiabilité dans les scénarios de conduite autonome, les mémoires non volatiles intégrées à haute densité ne sont plus une alternative financièrement viable. Cependant, ces ordinateurs en temps réel automobiles sophistiqués nécessitent des performances plus extraordinaires que celles offertes par les solutions de mémoire actuelles.
Infineon a créé SEMPER X1 avec une interface LPDDR4 éprouvée fonctionnant à 3,2 Go/seconde et une architecture multibanque pour répondre aux besoins de performance et de densité des contrôleurs de domaine et de zone.
Fonctions traditionnelles critiques pour la sécurité dans une voiture de nouvelle génération (Source : Infineon Technologies)
La proposition de valeur qui en résulte est assez convaincante. Infineon associe la mémoire flash à une interface LPDDR (Low Power Double Date Rate) pour permettre des performances et une évolutivité plus spectaculaires que le flash xSPI NOR afin de répondre aux nouvelles exigences des conceptions de zones automobiles. Le choix d’Infineon d’utiliser cette interface est intelligent, étant donné que l’interface est sur le marché depuis des années et a une réputation de mise en œuvre à faible risque.
Du point de vue des véhicules, la transition vers des architectures de véhicules définies par logiciel a provoqué un défi de mémoire pour les conceptions automobiles de nouvelle génération. La mémoire Flash xSPI NOR traditionnelle est inadéquate pour plusieurs raisons, le coût étant l’une des principales. SEMPER XI exploite la méthode d’interface LPDDR de l’industrie DRAM pour répondre aux nouvelles exigences informatiques de l’industrie automobile.
Demandes clés de l’automobile : performances croissantes, exigences de densité
Les automobiles semi-autonomes de nouvelle génération nécessitent de plus en plus de mémoire flash et des performances plus rapides. Les voitures évoluent depuis un certain temps vers des conceptions zonales avec un traitement en temps réel sans compromis. Ces demandes de performances supérieures ne peuvent tout simplement pas être satisfaites par ce que le stockage flash NOR ordinaire fournit aujourd’hui.
Le nombre croissant de contrôleurs de domaine et de zone apparaissant dans les véhicules semi-autonomes de nouvelle génération doit traiter d’énormes volumes de données en temps réel tout en consolidant de nombreuses opérations critiques pour la sécurité.
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Ces contrôleurs de zone ont d’intenses besoins de calcul en temps réel. Alors que ces contrôleurs envoient des informations à l’ECU principal (unité de contrôle électronique), ces contrôleurs zonaux doivent également gérer la direction, le moteur et d’autres fonctions de sécurité critiques.
Les contrôleurs de zone automobile sont constamment poussés à fournir des niveaux de performance plus élevés pour répondre à ces exigences de traitement en temps réel. Un contrôleur avec mémoire embarquée intégrée ne peut tout simplement pas gérer ce niveau élevé de traitement complexe.
Accès plus rapide au flash externe nécessaire
Les exigences de traitement des conceptions automobiles de nouvelle génération ont induit un abandon des processeurs en temps réel avec peu de cœurs de processeur et une mémoire flash intégrée. À un niveau élevé, on peut raisonnablement affirmer que l’évolution de la technologie des semi-conducteurs a provoqué une inadéquation entre le processeur et la mémoire.
Compte tenu de la pression des coûts sur les marchés des voitures intelligentes et des véhicules électriques, l’ajout d’un flash embarqué n’est pas économiquement viable en utilisant les nœuds de processus de semi-conducteurs avancés d’aujourd’hui utilisés par ces solutions de processeur.
La réalité est que des processeurs multicœurs rapides et en temps réel, qui fonctionnent à partir d’une mémoire flash externe, sont nécessaires pour répondre aux exigences des conceptions automobiles de nouvelle génération.
Les technologies flash embarquées qualifiées pour l’automobile ont des difficultés avec le coût élevé (grandes zones de matrice) et le manque d’évolutivité au niveau des nœuds de fabrication avancés. En outre, l’industrie a besoin de mémoire flash supplémentaire pour s’adapter à la taille et à la complexité croissantes du code.
xSPI n’est pas évolutif et est à court de gaz
Tous ces facteurs semblent avoir influencé le rôle d’Infineon dans le développement de la mémoire Flash LPDDR.
Le vice-président du marketing et des applications d’Infineon, Sandeep Krishnegowda, a clairement indiqué que la société a utilisé les commentaires OEM de haut niveau pour aider à définir la catégorie de mémoire LPDDR comme la bonne solution pour répondre au besoin croissant de capacité de calcul en temps réel pour l’exécution de code par les processeurs multicœurs. . Cette approche est logique car l’accès aléatoire rapide est au cœur du flash LPDDR.
Sans aucun doute, cette méthode accélère les taux d’exécution. Selon Infineon, par rapport à une puce flash Octal (x8) xSPI NOR typique, l’utilisation du flash LPDDR offre une augmentation étonnante des performances par 20. Inversement, cette amélioration des performances est nécessaire pour basculer des calculs en temps réel à l’intérieur du CPU vers ceux en mémoire externe.
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Avec son interface LPDDR, la mémoire flash SEMPER X1 peut fournir des débits allant jusqu’à 3,2 Go/seconde. Sa conception multi-banques permet des changements de firmware en direct sans temps d’arrêt, ce qui est essentiel dans les scénarios de conduite autonome. L’appareil comprend également une correction d’erreur améliorée et d’autres mesures de sécurité, et il est conforme à la norme ISO 26262 ASIL-B.
D’autres facteurs entrent en jeu dans le remplacement de xSPI par le flash LPDDR.
Premièrement, xSPI, en tant qu’interface héritée, est non seulement trop lent, mais ne s’adapte pas de manière adéquate du point de vue des besoins futurs. Ce facteur critique stimule également la demande de flash LPDDR. De plus, les dispositifs xSPI actuellement sur le marché utilisent une approche semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire basse tension (LVCMOS) qui ne peut pas évoluer au-delà de 200 MHz, ce qui nécessite une solution avec une bande passante plus élevée.
Dans ce contexte, les périphériques flash Octal xSPI conventionnels ne conviennent pas à l’exécution de code car ils ne peuvent pas prendre en charge les processeurs multicœurs gigahertz actuels.
Réflexions finales
Le SEMPER X1 d’Infineon est une étape essentielle dans cette direction car il facilite un contrôle moteur plus complexe et une prise de décision en temps réel renforcée par une architecture mémoire qui peut évoluer indépendamment du CPU.
Cette nouvelle catégorie de mémoire non volatile sera fascinante à observer à mesure que l’écosystème se développera. Mon récent podcast avec Krishnagowda donne un aperçu intrigant de ce qu’il croit être les implications perturbatrices de cette nouvelle annonce.
Infineon a été un peu prudent sur les catégories de marché au-delà de l’espace automobile auquel la mémoire Flash LPDDR pourrait faire appel.
Linus Wong, directeur de la gestion des produits d’Infineon pour SEMPER X1, reconnaît que les applications d’entreposage, de sécurité et médicales peuvent voir un énorme intérêt pour cette nouvelle capacité de stockage. « Lorsque nous examinons ces marchés secondaires, cela revient vraiment à la proposition de valeur améliorée pour [usage models] qui peuvent exploiter les améliorations de latence mesurées en milliers de secondes », a-t-il déclaré.
Enfin, il n’est pas anodin qu’Infineon ait joué un rôle de leader dans l’industrie en lançant cette nouvelle solution de mémoire. La gravité de l’entreprise, sa réputation d’excellence en matière de conception et son historique d’exécution solide qui est crucial avec les voitures de nouvelle génération à haut ASP sont tous des vents favorables qui soutiennent favorablement l’acceptation par le marché de la mémoire Flash LPDDR.
Selon Infineon, SEMPER X1 est actuellement en cours d’échantillonnage, avec une sortie commerciale prévue pour quelque temps en 2024.
