汽车365

2021

02/14

汽车365

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2021-02-14 17:25:44

特斯拉召回揭开了汽车存储芯片的寿命“面纱”

  2021年1月,特斯拉公司宣布在美国召回13.5万辆2012-2018年款Model S和2016-2018年款Model X汽车,这些车辆都搭载了带有集成式8GB eMMC NAND闪存的英伟达Tegra 3处理器(MCU),eMMC NAND闪存在达到磨损寿命时会失效,从而无法保持文件系统的完整性,导致中央显示屏部分功能故障,包括后视/倒车影像功能丧失、HVAC(除雾)设置功能丧失(如果HVAC在故障发生前处于关闭状态),另外还会影响先进辅助驾驶(ADAS)功能、自动驾驶(Autopilot)系统以及转向信号功能,因为这些系统的警示音、驾驶员感知及相关报警功能可能丧失。在这种故障模式下,唯一的修复方式就是更换eMMC硬件,实际上是更换MCU总成或视觉控制模块子部件。此次召回是在美国高速公路交通安全管理局(NHTSA)的缺陷调查下被迫开展的。根据NTHSA公布的信息,特斯拉所用的eMMC NAND闪存具有限定的擦写(P/E)次数寿命周期,eMMC NAND闪存的磨损会导致MCU早期失效。特斯拉在大约15.9万辆Model S和Model X上搭载了这种Tegra 3处理器。在被调查过程中,特斯拉向NHTSA提供了有关MCU更换的售后服务案件情况,包括2399个投诉和现场维修报告,7777个索赔案件和4746个非索赔案件。数据显示,在某些月份生产的车辆故障率高达30%以上,并且在车辆使用三四年后故障率还会呈加速上升趋势。

  2月5日,特斯拉因上述缺陷在国内也发布了召回公告,自2021年2月5日起,召回生产日期在2013年9月18日至2018年2月20日期间的部分进口Model S和生产日期在2016年3月12日至2018年2月16日期间的部分进口Model X车辆,共计3.6万余辆。

  公告称本次召回范围内的部分车辆装载有eMMC多媒体存储卡,该存储卡具有行业标准的3000次编程/擦除周期,但随着时间的推移,根据实际使用情况的不同,eMMC硬件会耗尽每个存储单元的寿命周期。当eMMC存储单元硬件达到寿命极限的损耗时,eMMC控制器将无法维护文件系统的完整性。这种损耗情况可能会导致中央显示屏软件功能的故障,并可能间接导致倒车影像故障、除霜/除雾控制故障和外部转向灯无法点亮的故障,存在安全隐患。

  特斯拉将通过更换中央显示屏中视觉计算模块的方式,将召回车辆上的eMMC多媒体存储卡免费从8GB升级到64GB,并确保车辆安装了2020.48.12版或更新版本的软件。值得注意的是,此次特斯拉在美国的召回措施还包括:对于之前自费更换或维修的车主给予补偿,虽然国内召回公告中并未说明,但按照我国召回法规和监管要求,车企也应为车主提供同样的服务。

  从上述公告中可以看出,此次召回的“元凶”为内存设备(eMMC闪存)的擦写寿命有限。

  随着汽车快速向智能网联方向发展,5G通讯、车联网、AI等新兴技术加速与汽车产业融合,先进的先进辅助驾驶(ADAS)和自动驾驶功能、基于互联网的现代化娱乐信息系统会产生大量的感知数据、行为数据以及娱乐和导航信息等,对车载控制器的数据存储需求越来越大。比如,在智能驾驶汽车的中控平台上,除了常规的行车功能外,还需要不断记录汽车的各个传感器、行车影像等数据,往eMMC中记录数据的量级大大增加,如果选用的eMMC容量太小,eMMC的使用寿命将无法与汽车的寿命相匹配。

  那么,内存的存储容量达到多少,才可以满足一辆智能汽车的需求呢?

  首先,我们需要了解什么是eMMC闪存。

  eMMC是“嵌入式多媒体控制器”的缩写,是一种嵌入式、非易失的存储系统,主要由闪存、闪存控制器和eMMC协议接口等组成,以BGA(球栅阵列封装)的形式封装在一起,内部包含了Flash管理技术,包括错误探测和纠正,flash平均擦写,坏块管理,掉电保护等技术,具有高性能、轻巧、低功耗、高耐用性和成本效益等优点。但因为闪存本身的物理电气特性原因,其使用寿命(Terabytes Written,TBW)受到擦写次数(PE Cycle)的限制,另外还受到读干扰(Read disturb)、数据保持(Data retention)、工作环境温度变化等因素的影响。TBW表示存储设备理论最大支持的数据写入量(理论使用寿命),以MLC闪存颗粒为例,假设一个MLC物理块的擦写次数为3000,8G容量eMMC的实际可用容量为7.28GB,那么其TBW就是7.28*3000 = 21840GB,假设每天写入数据量为10G,那么其使用寿命就是6年,即21840GB/(10GB*365) ≈ 6。由此可见,eMMC实际使用寿命受到终端设备每日数据写入量级的影响,在同等TBW下,如果终端设备在使用过程中存储的数据量越大,设备的可使用寿命年限就越短。

  此次被召回的特斯拉车辆所采用的8GB eMMC NAND闪存的预期寿命约为3000次PE Cycle,平均只需5到6年就会达到寿命极限,此时,车辆已超出法定包修期和厂家承诺的质保期,消费者可能不得不为此付出高昂的维修费用,同时还要承受相应的安全风险,这对消费者来说是非常不公平的。

  当前,众多品牌的车载多媒体系统(MCU)大多采用嵌入式eMMC,一旦eMMC的擦写次数超过其寿命极限,MCU就会出现故障,与之相关的车辆控制功能就会失效。因此,特斯拉此次因eMMC存储问题而实施的召回实际上是给各大汽车及芯片厂商提了一个醒:在车辆智能网联化蓬勃发展和车辆数据处理量日渐增大的背景下,不能忽视车规级eMMC的使用寿命可能对车辆性能和安全带来的风险!

  汽车厂商可以选用大容量的车规级eMMC来延长其使用寿命,使之与整车的正常使用寿命相匹配。芯片厂商可以通过对车规级eMMC存储控制芯片的优化,不断提高车规级eMMC产品的性能和高可靠性,提升对数据收集、传输和处理的效率和能力,保障eMMC使用寿命最大化。同时,消费者在选购汽车时也应当关注车载控制系统的eMMC容量和使用寿命等参数,将其作为购车的一个重要参考。

【来源:中国汽车召回网】

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