Автомобильные жесткие диски: больше и «тверже»

Количество контента, относящегося к работе авто и развлечениям в нем, постоянно растет, и одновременно с ним растет важность устройств хранения данных. На протяжении без малого 20 лет их емкость все увеличивалась, поэтому автопроизводители стали переходить на твердотельные диски с флеш-памятью типа NAND. По мере снижения стоимости гигабайта памяти технология эта будет только набирать популярность.

Зачем нужны устройства хранения данных в автомобиле?

История устройств хранения информации, предназначенных для использования в автомобилях, берет свое начало в середине 1990-х годов, когда на машинах премиум-класса стали появляться встроенные информационно-навигационные системы. Данные карт и информация изначально хранились на оптических дисках, подгружаясь в систему по мере необходимости. Главной проблемой таких устройств были сложности с обновлением карт, для чего порой требовалось прибегать к помощи механика, разбиравшего приборную панель для получения доступа к дисководу.

Достаточно скоро стало очевидным, что жесткие диски – винчестеры (HDD) – являются более элегантным решением. Информация на них обновлялась гораздо проще с помощью обычного проводного соединения. Тем не менее задача была несколько сложнее, чем простая установка в автомобиль стандартного HDD от ноутбука. Жесткому диску в автомобиле приходится трудиться в условиях изменяющихся жары, холода, влажности, атмосферного давления воздуха. Сюда же добавляются постоянные вибрации и удары, с которыми жесткий диск офисного компьютера или ноутбука обычно не сталкивается.

Приводы должны быть приспособлены к более широкому диапазону рабочих температур – обычно от —30 до +85 °C – по сравнению с +5.. +55 °C, принятыми в качестве стандартов для потребительских устройств. Существовала и проблема конструктивного плана: разработчикам жестких дисков для использования в автомобиле пришлось закладывать в них более высокие прочность и долговечность, а автопроизводители должны были быть уверены в долгосрочной коммерческой доступности этих устройств на рынке.

В 2005 году первые 20 GB жесткие диски ОЕМ производства компании Toshiba были реализованы в Европе, поступив на конвейер одного из немецких производителей автомобилей премиум-класса. Учитывая, что требования к памяти для навигационной системы в Европе выше (в Японии улицы не имеют имени, и навигация осуществляется путем визуальной ориентации), даже для спутниковых навигационных систем раннего поколения с 3D-картами требовалось до 10 Гб дискового пространства.

Появление 3D-карт и спроса на сложную графику породило спрос на большие по объему и более надежные жесткие диски. И это был не просто спрос на самые последние карты, которые автопроизводители должны были предоставлять в течение 10-15 лет жизни автомобиля. Дискретные навигационные системы таких производителей, как Garmin и TomTom, также требовали улучшенной графики и увеличенной функциональности. Чтобы соответствовать этому, программное обеспечение и картографические данные должны периодически обновляться, а жесткие диски – обладать заведомо большими возможностями, нежели это первоначально указывалось автопроизводителем, чтобы они могли вместить последующие обновления ПО.

Интернет в автомобиле

По данным аналитиков рынка ISuppli, к 2016 году более чем 55 миллионов человек будут выходить в Интернет через информационно-развлекательные системы в своих автомобилях. Однако, несмотря на рост распространенности сетей передачи данных 3G и 4G, мобильные интернет-соединения не всегда стабильны и могут значительно варьироваться по скорости. Это сделает хранение данных в «облаке» не таким практичным, когда речь идет об автомобилях, по крайней мере в ближайшие три-шесть лет. А значит, состояние технологий будет стимулировать спрос на увеличение объемов хранения данных в автомобильных системах.

Многие производители автомобилей рассматривают это как возможность превратить машину в ключевой центр нашей жизни, все более и более связанный с Сетью. В настоящее время автомобильные инфотеймент-системы обеспечивают навигационные и развлекательные функции, в будущем их функционал дополнится приложениями, которые позволят автоматически открывать ворота при подъезде к дому, регулировать температуру в доме и проверять статус охранной сигнализации. Подобное расширение функций приведет к взрыву спроса на диски большей емкости. Для удовлетворения ожидаемого спроса на автомобильные HDD большой емкости Toshiba недавно запустила производство самого большого в мире жесткого диска для автомобильной отрасли. Устройство емкостью в 320 GB способно работать в диапазоне температур от —30 до +85 °C. Это обеспечивает достаточно места для хранения 40 ГБ или более навигационных данных, которые в некоторых случаях дублируются по соображениям безопасности, а также предлагает достаточно места для мультимедийных файлов и растущего числа автомобильных приложений.

В то время как жесткие диски стали основным способом хранения в Европе, в Японии и Азии, где потребности в объемах HDD ниже, все обстоит совершенно иначе. Японские производители автомобилей, как правило, используют жесткие диски от 40 до 100 Гб. Поэтому для информационно-навигационных систем на этих рынках более подходят решения на базе флэш-накопителей и SD-карт на основе технологии NAND. Эти устройства меньше, легче, у них ниже энергопотребление и они содержат меньше компонентов, чем традиционный HDD. Они также не имеют движущихся частей, что наделяет их большей шоко- и виброустойчивостью.

В настоящее время автомобильные информационно-развлекательные системы можно разделить на три класса: начальный, средний и высокий. Системы начального и среднего уровня обычно оснащаются устройствами хранения объемом от 4 до 32 гигабайт. В наши дни это, как правило, флэш-память на базе технологии NAND. В устройствах начального уровня многие производители автомобилей начали применять съемные варианты устройств хранения данных, которые позволяют использовать SD-карты и флэшки USB, подключаемые к головному устройству для обеспечения возможности расширения памяти. У этого решения есть преимущество в том, что владельцы могут использовать собственное съемное устройство хранения данных, которое не обязательно должно полностью соответствовать автомобильным стандартам.

Прогнозируется, что в решениях более высокого уровня будут использоваться твердотельные накопители, выполненные по технологии NAND, среднего объема – от 60 до 128 гигабайт. Это жесткие диски SSD и встроенные модули флэш-памяти eMMC. Вполне вероятно, что свое место в автомобильных системах найдут SD-карты. Скорее всего, SSD-накопители емкостью от 60 до 100 Гб начнут появляться в автомобилях в ближайшие год-два. Минимальный объем жесткого диска HDD в современном автомобиле равен 100 Гб, в то время как автомобильные системы развиваются по пути, который ранее проделали смартфоны. Большие по объему (от 200 до 300 Гб) жесткие диски становятся в наши дни все более популярными в автомобильных информационно-развлекательных системах класса hi-end.

Connected Car

Автомобили будущего

Современный потребитель все чаще требует от автомобиля интерфейса и возможностей, аналогичных смартфонам и планшетам, и в то же время эти устройства должны быть интегрированы в сеть автомобиля. Автопроизводители отвечают на этот вызов, создавая дискретные системы с интерфейсами смартфонов или предоставляя платформы, распространяющие возможности смартфона на систему автомобиля.

Apple и Google сотрудничают с автопромом, чтобы распространить возможности смартфонов и Сети на автомобильные системы. При том что все большее число потребителей, выбирая машину, уделяет внимание не лошадиным силам, а функционалу автомобиля, такое сотрудничество вызывает фундаментальный сдвиг в принципах работы автопрома. Одним из последствий этого сдвига является то, что автомобильная промышленность с ее процессом сертификации продукции и ПО, который занимает до двух лет, более не поспевает за изменениями в развитии индустрии смартфонов. Эти сроки уже не соответствуют ожиданиям клиентов и требованиям, которые они предъявляют к автомобильным информационно-развлекательным системам. Выходом могут стать гибкие модульные инфотейнмент-системы, которые появятся уже очень скоро. Этот сдвиг и будет определять среднесрочное будущее автомобильной промышленности и окажет значительное влияние на развитие устройств хранения данных для автомобилей.