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Speicher und das vernetzte Auto

Mit Stauraum im Auto wurde schon immer gemeint, wie viel Platz ein Auto im Kofferraum hatte oder ob es ein großes Handschuhfach oder ein Fach für Sonnenbrillen hatte.

Heutzutage wird Automotive Storage auch verwendet, um die Menge an digitalem Speicherplatz in einem Auto zu bezeichnen – und je mehr unserer Arbeit und Unterhaltung digital erbracht wird, desto wichtiger wird die digitale Speicherung in einem Fahrzeug.

Toshiba hat seit 28 mehr als 1996 Millionen Autofestplatten verkauft, und im Laufe der Zeit hat sich die Kapazität dieser Laufwerke stetig erhöht. Die Verwendung von Solid-State-Speichergeräten auf NAND-Basis nimmt ebenfalls zu, und da die Kosten pro Gigabyte sinken, wird auch die Verwendung dieser Technologie zunehmen. 

Die Notwendigkeit einer Autoaufbewahrung

Die Geburt des Bedarfs an Stauraum im Auto geht auf die Mitte der 90er Jahre zurück, zusammen mit der Einführung integrierter Autonavigationssysteme in High-End-Autos. Die Kartendaten wurden ursprünglich auf optischen Laufwerken gespeichert, aber die Aktualisierung der Daten erwies sich als schwierig, da die Laufwerke während eines Fahrzeugservices von einem Mechaniker gewechselt werden müssen, da der Zugriff auf die Laufwerke häufig das Entfernen vom Armaturenbrett erfordert.

Schnell wurde erkannt, dass Festplatten (HDDs) eine elegantere Lösung wären, da Daten über eine physische Datenverbindung viel einfacher aktualisiert werden könnten. Die Herausforderung war jedoch größer als die einfache Installation einer tragbaren Standardfestplatte. In Autos installierte Festplatten müssen einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck standhalten und außerdem ständigen Vibrationen und Erschütterungen standhalten, denen eine Desktop- oder Laptop-Festplatte normalerweise nicht ausgesetzt wäre.

Die Einheiten müssen in einem größeren Betriebstemperaturbereich betrieben werden – typischerweise -30 °C bis +85 °C im Vergleich zu dem für Verbrauchergeräte spezifizierten Betriebstemperaturbereich von 5 °C bis +55 °C. Es gibt auch andere Designprobleme bei der Entwicklung von Festplatten für den Automobileinsatz, da sie eine höhere Haltbarkeit und längere Lebensdauer aufweisen müssen und die Autohersteller bereit sein müssen, sie langfristig verfügbar zu machen.

Im Jahr 2005 wurden die ersten 20-GB-OEM-Festplatten von Toshiba in Europa von einem deutschen High-End-Automobilhersteller eingesetzt, wo die Herausforderungen für die Navigation ganz andere sind als in Japan. In Japan sind Straßen unbenannt, sodass die Navigation durch visuelle Orientierung und Position erfolgt – selbst mit Satellitennavigationssystemen der ersten Generation, die bis zu 10 GB an 3D-Kartendaten benötigen.

Das Aufkommen von 3D-Karten und die Nachfrage nach anspruchsvollen Grafiken haben die Nachfrage nach größeren und robusteren Festplatten im Laufe der Zeit angeheizt. Und es ist nicht nur die Nachfrage nach aktuellem Kartenmaterial, die Autohersteller im Laufe des 10-15-jährigen Autolebens bewältigen mussten – auch diskrete Navigationssysteme von Herstellern wie Garmin und TomTom haben den Wunsch nach verbesserter Grafik befeuert und gesteigert Funktionalität. Um mit diesen Änderungen Schritt zu halten, müssen Software und Kartendaten regelmäßig aktualisiert werden, was dazu führt, dass große Automobilhersteller Festplatten mit höherer Kapazität als ursprünglich benötigt spezifizieren, damit sie zukünftige Änderungen berücksichtigen können. 

Autos verbinden

Laut der Marktanalyse von iSuppli werden bis 2016 mehr als 55 Millionen Menschen einen Internetzugang in ihren Fahrzeugen haben. Trotz der zunehmenden Verbreitung von 3G- und 4G-Datennetzen sind mobile Internetverbindungen jedoch nicht immer stabil und können in der Geschwindigkeit stark variieren. Dies wird Cloud-Storage für den Automobilsektor für mindestens die nächsten 3-6 Jahre zu einer unpraktischen Lösung machen und die Nachfrage nach In-Car-Storage und Kapazitätswachstum antreiben.

Viele Automobilhersteller sehen darin die Chance, das Auto zu einem zentralen Knotenpunkt in unserem zunehmend vernetzten Leben zu machen.

Das Auto wird nicht nur die derzeit angedachten Navigations- und Unterhaltungsfunktionen wie Rear Seat Entertainment und Download-Apps bieten, sondern auch Apps enthalten, die automatisch die Türen für Ihre Fahrt entriegeln, das Thermostat einstellen und die Sicherheitssysteme überprüfen.

Dies wird zu einer explosionsartigen Nachfrage nach Laufwerken mit höherer Kapazität führen.

Um der Nachfrage nach erhöhter Kapazität für Speicherlaufwerke in der Automobilindustrie gerecht zu werden, hat Toshiba kürzlich das Speicherlaufwerk mit der weltweit höchsten Kapazität auf den Markt gebracht, ein 320-GB-Laufwerk, das bei Temperaturen von -30 °C bis +85 °C betrieben werden kann.

Dieser bietet reichlich Platz von 40 GB oder mehr zum Durchsuchen von Daten, der in einigen Fällen aus Sicherheitsgründen gespiegelt wird, sowie viel Platz für Multimediadateien und die wachsende Zahl von Automobilanwendungen.

Während Festplatten in Europa zum Speichermedium der Wahl geworden sind, sieht die Situation in Japan und Asien, wo der Kapazitätsbedarf geringer ist, ganz anders aus. Japanische Autohersteller geben in der Regel etwa 40 – 100 GB Speicher an, und für diese Kapazitäten werden NAND-Flash-basierte Lösungen wie SD-Karten bevorzugt.

Da der Preisanstieg für NAND-Flash-basierte Speicher im Vergleich zu Festplatten abnimmt, steigt die Nachfrage nach Automotive-NAND. Auf NAND-Flash-Speicher basierende Systeme sind kleiner, leichter, verbrauchen weniger Strom und haben weniger Komponenten als Festplatten. Ebenso haben sie keine beweglichen Teile und sind daher widerstandsfähiger gegen Stöße und Vibrationen.

Die Infotainment-Systeme in heutigen Autos lassen sich in drei Klassen einteilen – Einstiegs-, Mittel- und Oberklasse. Mittelklasse- und Low-End-Auto-Infotainmentsysteme umfassen in der Regel zwischen 4 und 32 GB Speicher, und dies ist jetzt die Norm für NAND-Flash-Speicher. Im Low-End-Segment haben viele Autohersteller damit begonnen, Wechselspeicheroptionen einzusetzen, die es SD-Karten und USB-Sticks ermöglichen, sich mit dem Steuergerät des Autos zu verbinden und erweiterbaren Speicher bereitzustellen.

Dies hat den Vorteil, dass der Besitzer über einen eigenen Speicher verfügt, der nicht „vollständig kompatibel“ mit den Automobilstandards sein muss, da er entfernbar ist.

Im Mittelklasse-Angebot mit höherer Kapazität werden NAND-basierte Solid State Drives (SSDs) und eMMCs mit 60 GB bis 128 GB voraussichtlich mit der Einführung beginnen. Auch SD-Karten dürften in diesem Segment einen Platz finden. SSDs mit Kapazitäten zwischen 60 GB und 100 GB werden wahrscheinlich innerhalb der nächsten 1-2 Jahre in Autos auftauchen.

Die aktuelle Eingangskapazität von Festplatten im Auto beträgt 100 GB, obwohl sich dies voraussichtlich ändern wird, wenn sich die Automobilindustrie in Richtung einer PC-/Smartphone-ähnlichen Erfahrung bewegt. Automobil-HDDs mit höherer Kapazität zwischen 200 GB und 300 GB werden bereits immer beliebter in High-End-Auto-Infotainment-Systemen.

Autos der Zukunft 

Verbraucher verlangen in ihrem Auto zunehmend die gleichen Fähigkeiten und Schnittstellen, die sie von ihrem Smartphone und Tablet erhalten, und gleichzeitig müssen diese Geräte integriert und mit dem Netzwerk des Autos verbunden werden.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie Hersteller dieser Herausforderung begegnen, einige schaffen diskrete Systeme mit Schnittstellen wie bei Smartphones.

Andere stellen Plattformen bereit, die den Bildschirm des Smartphones auf den des Autos übertragen. Sowohl Apple als auch Google arbeiten mit der Automobilindustrie zusammen, um die gleiche Benutzererfahrung innerhalb und außerhalb des Autos zu bieten.

Da immer mehr Menschen Autos für das Erlebnis und nicht für die Leistung kaufen, bewirken Kooperationen wie diese eine grundlegende Veränderung in der Art und Weise, wie die Automobilindustrie arbeitet. Herkömmliche Produktklassifizierungsprozesse dauern mindestens 2 Jahre, bevor Komponenten und Software in Autos spezifiziert werden.

Mit der Geschwindigkeit des Wandels der Smartphone-Industrie entsprechen solche Fristen nicht mehr den Kundenerwartungen an automobile Infotainmentsysteme, und daher ist in naher Zukunft mit der Einführung von Infotainmentsystemen zu rechnen modulares und flexibles In-Car-Entertainment.

Dieser Wandel wird mittelfristig die Zukunft der Automobilindustrie bestimmen und einen erheblichen Einfluss auf die Automobilspeicherindustrie haben.

Mit einem Anteil von über 70 % am heutigen Automotive-HDD-Speichermarkt und dem einzigen Partner, der alle Arten von Flash-basierten Automotive-Festplatten und -Speichern anbieten kann, ist Toshiba gut gerüstet, um die sich schnell ändernden Anforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen .