זוכרים את הרכבים שרכשתם לפני מספר שנים לא גדול? הם היו יחסית פשוטים עם המון מיקרו-מעבדים הפזורים ברחבי הרכב, אחראים לביצוע משימות פשוטות יחסית מבחינה טכנולוגית ועונים על דרישות צנועות. שבבים היו ברכבים כבר לפני מספר שנים, כמובן, עם מיקרו-בקרים פשוטים של 8 ו-16 ביט שמסוגלים לבצע משימות פשוטות כמו לסייע בהפעלת מערכת ה-ABS . נחזור להיום – הרכבים שאנו רואים שונים לחלוטין מבחינה טכנולוגית לעומת הרכבים שירדו מפסי הייצור רק לפני מספר שנים מועט. רובם “מאכלסים” יישומים כבדים טכנולוגית, כמו מערכות ADAS (מערכות תומכות נהיגה), אינפוטיינמט ובמקרים מסוימים אשר – כרגע לפחות, מצומצמים – מערכות נהיגה אוטונומית. כל היישומים הללו דורשים מחשוב מתקדם. לדוגמא, במקרה של מערכת ה-ADAS, נדרשת כמות לא קטנה של כח עיבוד תמונות בזמן אמת, ולאחר מכן ניתוח וקבלת החלטות מתאימה, והכל בזמן קצר ביותר. תת-המערכת האחראית על ניתוח התמונות והנתונים ממגוון חיישנים, כמו מכ”ם, מצלמות או LIDAR, אשר מכילים תמונות של תמרורי הגבלת מהירות, מכשולים בכביש וכדומה, צריכה לפעול במהירות שיא. את הנתונים שהתקבלו מתרגמת המערכת לקבלת החלטות בהיגוי הרכב או בבלמים בזמן שיא, שישמור על הבטיחות וימנע אסון. כל תהליכי העיבוד נדרשים להתבצע בכח מחשוב חזק ומהיר ולכן, נדרשות מערכות על גבי-שבב (SoCs) בעלות ביצועים גבוהים בצמתי עיבוד מתקדמים. זאת ועוד, יש להצמיד אליהן זיכרון בעל ביצועים מהירים שיעמוד בדרישות. זוהי דינמיקה שונה לחלוטין ממה שראינו בשוק הרכב רק לפני מספר שנים.
בנקודה זו כדאי לעצור ולברר נקודה חשובה: מהן דרישות הזיכרון לשוק האוטומוטיב? ניקח כדוגמא מערכת על גבי-שבב (SoC) עבור ADAS. במובנים רבים, נראה כי הוא דומה בדרישותיו ל-SoC עבור מכשיר נייד. הוא מכיל מעבד, עם ממשק Flash, ממשק DRAM או LPDRAM, ממשקים נוספים לחיישני תמונה חיצוניים ועוד. במבט חטוף נראה כי דרישות הזיכרון בין שוק המובייל לשוק האוטומוטיב דומות. בצורה אופיינית, מדובר במכשיר אחד או שניים על רכיב, לצד ה-SoC. לא מדובר בתת-מערכת זיכרון גדולה כמו בחוות שרתים, וזה גם רגיש מבחינה תקציבית. LPDDR נראה כגורם שיכול “להציע את עצמו” לכך באופן טבעי, בזכות DRAMS בעלי ערך גבוה.
דרישות לקו ההתחלה
(ראו טבלה 2 בעמוד הבא) הדמיון בין השניים נגמר כאן. מבט קרוב יותר יגלה שקיימים לא מעט הבדלים בין שני השווקים, שבאים לידי ביטוי בדרישות מהמעבדים שנדרשים לשימוש הטכנולוגי:
1. אורך החיים התפעולי – טלפונים ניידים נמצאים בשימוש הצרכנים מספר שנים מועט יחסית, לרוב שנתיים או שלוש שנים בממוצע, ממגוון סיבות. נפילה כואבת על הרצפה או לתוך האסלה והמכשיר נהרס. הדרישה לכח עיבוד שיאריך שנים היא לא אחת מהחשובות עבור שוק המובייל. לעומת זאת, מכונית נוסעת ונמצאת בשימוש כ-10 שנים בממוצע, אם לא יותר. מהסיבה הפשוטה הזאת, יש צורך באורך חיים תפעולי ארוך עבור הזיכרון שנמצא בשימוש בשוק האוטומוטיב.
2. אספקה – יצרני המכשירים הניידים מחליפים ומשדרגים לרוב את הדגמים שהם מייצרים אחת לשנה-שנתיים לדגמים חדשים יותר שכן השוק מתקדם במהירות לעבר היכולות החדשות שצצות בעולם המובייל. טכנולוגיות חדשות מכתיבות רצון להישאר מובילים וליצור דגמים משוכללים וחכמים יותר. מכאן עולה, כי יש ליצרנים צורך להחליף נתח מהחלקים שנמצאים אצלם בתהליך הייצור לחלקים חדשים ומשוכללים יותר, ללא צורך בחלקים ישנים שאינם המתקדמים ביותר לייצור הטלפונים החכמים. מחזורי הייצור של כל מכשיר נייד קצרים יחסית עקב החדשנות הרבה בתחום וכמות החלפים הנדרשת אינה גדולה, בחלקה מיוצרת על ידי יצרנים אחרים כתחליפים, ולרוב, יחסית זולה. שוק הרכב, לעומת זאת, עובד בצורה שונה, ויצרן ממוצע צריך להיות בעל זמינות חלקים מקוריים ואמינים לכ-10 שנים קדימה. הסיבה לכך פשוטה: גם אחרי שאותו יצרן מסיים לייצר דגם מסוים של מכונית אחרי מספר שנים, הוא נדרש להציע מלאי חלפים אלקטרוניים מקוריים עבור צרכנים שיזדקקו לשירותים תיקונים והחלפות במוסכים ותחנות שירות ברחבי העולם. על יצרני הרכב מוטלת החובה לשמור מלאי גדול של אותם חלקים אלקטרוניים בעלי זיכרון מתאים וחזק לשנים קדימה, לצרכי תיקון ואחזקה של המשתמשים.
3. אמינות ובטיחות – בטלפון נייד, אם מתרחשת תקלה, התרחיש הקשה ביותר שיכול להתרחש הוא הפעלה מחדש של המכשיר או תיקון במעבדה. לא מדובר ביישום קריטי: חיי אדם לא מוטלים על הכף אם הזיכרון בטלפון הנייד נהרס. לכן, ECC , שגיאות בהעברת נתונים ושגיאות ביט לא מהווים שיקול משמעותי ב-LPDDR נייד. במערכת ADAS ברכב, מצד שני, הודות לדרישות ותקני בטיחות חדשים, האלקטרוניקה שנמצאת בשימוש נדרשת להפעיל את מערכות הניהוג והבלימה של הרכב למניעת תאונות, אם לא לנהג את הרכב בצורה עצמאית לחלוטין. האמינות והבטיחות הנדרשת מהטכנולוגיה המפעילה היא גורם קריטי. לכן, רכיבי הזיכרון הנמצאים בשימוש באותן מערכות קריטיות נדרשות להכיל ECC. לא מדובר רק ביכולת לגלות שגיאות אלא גם היכולת לדעת ו”לסבול” רמה מסוימת ונמוכה מאוד של שגיאות. מחיר הטעות עלול להתבטא באובדן חיי אדם והמרווח לטעויות הוא הקטן והיקר ביותר.
Unique Requirements
(ראו טבלה 2) בזמן שנכון שממשק זיכרון LPDDR4 סטנדרטי לכאורה דומה בין יישומים ניידים ליישומים בשוק הרכב, המכשיר האמיתי ש”משתמש” באותו הממשק דורש יכולת עבודה בטמפרטורות שונות, ביעילות ודרגות אמינות שונות ובזמני אספקה ותחזוקה באורכי שונים. תעשיית הזיכרונות פועלת ללא הרף להגיב לאותם שינויים. קיידנס מחויבת להציג תכנונים מותאמים לשוק האוטומוטיב אשר יציגו יכולות עמידות, בטיחות, יעילות ואמינות וכן חיבוריות מירבית בפחות זמן ועם פתרונות IP נרחבים לאותם יישומים עבור שוק הרכב כמו ה-ADAS, אינפוטיינמט, בקרת רעש אקטיבית ותשתיות חיבוריות לרכב עם גורמים נוספים.
