자동차에 최적화된 임베디드 스토리지 솔루션

iNAND 7250A, 자율주행 등 방대한 차량 데이터 처리에 최적

글·정리│윤 범 진 기자 _ bjyun@autoelectronics.co.kr
2017년 07월호 지면기사

스토리지 솔루션 전문기업 웨스턴디지털(Western Digital)이 차량용 임베디드 플래시 드라이브(Embedded Flash Drive, EFD) ‘iNAND 7250A’를 샌디스크(SanDisk) 브랜드 제품으로 출시했다. iNAND 7250A는 향상된 엔터프라이즈급 플래시 메모리와 컨트롤러를 집적했으며 최대 64 GB의 용량으로 제공된다. 자동차 내에서 생성되는 방대한 데이터를 원활하게 처리하도록 설계된 iNAND 7250A는 비휘발성 메모리 기반 제품으로 ISO 26262 설계 가이드라인을 준수하며 AEC-Q100 2등급(-40℃ ~ + 105℃) 규격을 충족한다.
최대 110 MB/s 순차 쓰기 및 300 MB/s 순차 읽기 성능을 제공하는 iNAND 7250A는 내비게이션 및 인포테인먼트는 물론, ADAS와 커넥티드 카(Connected Car)의 스토리지 수요에 대응한 제품이다. 러셀 루빈 웨스턴디지털 오토모티브 솔루션 마케팅 총괄 이사의 브리핑 내용을 전한다.


수직 통합을 기반으로 높은 신뢰성 보장


웨스턴디지털은 스토리지 업계의 글로벌 리더로서 탄탄한 입지를 구축하고 있습니다. 2012년 3월 HDD 및 SSD 생산업체인 히타치 글로벌 스토리지 테크놀러지스(HGST)를 인수한 데 이어, 2015년 5월 플래시 메모리 전문업체인 샌디스크를 인수했습니다. 이로써 웨스턴디지털은 HDD, SSD, 임베디드, 이동식 플래시 메모리 및 스토리지 시스템을 포함한 광범위한 스토리지 포트폴리오를 통해 폭넓은 산업을 지원할 수 있게 됐습니다. 특히 자랑스럽게 생각하는 점은 1만 3,500건 이상의 특허를 보유하고 있다는 것입니다. 이는 웨스턴디지털이 시장에서 계속 경쟁력을 유지하면서 앞서 나갈 수 있는 근간이라고 할 수 있습니다.

우리의 비즈니스 모델에서 수직 통합 체계를 갖추었다는 것이 중요합니다. 업계 최고의 품질과 기술을 제공하는데 있어서 수직 통합 체계를 갖추었는지 여부가 대단히 중요한 역할을 하기 때문입니다.

 

웨스턴디지털은 NAND 플래시 제품을 설계에서 제조, 테스트까지 수직 통합으로 실현하고 있습니다. 결과적으로 높은 제품 신뢰성을 보장합니다. 또한 열에 약하다는 NAND 플래시의 한계를 뛰어넘어 엄격한 자동차 산업 요건을 충족합니다.

NAND 플래시 웨이퍼는 일본의 공장에서 생산합니다. 우리는 컨트롤러부터 펌웨어까지 자체 설계해 완전한 메모리 제품을 공급하는 체계를 갖추고 있습니다. 중국 상하이에 있는 공장에서는 임베디드, 마이크로SD, USB 제품을 생산하고 있습니다. 말레이시아의 공장은 주로 SSD 제품을 생산합니다.
 

웨스턴디지털은 수직 통합 체계를 갖춰 설계부터 최종 완제품 생산까지 가능하기 때문에 품질을 관리할 수 있는 능력이 탁월하다고 할 수 있습니다. 전체적인 공급망에 대해서도 확실히 안정성을 가져갈 수 있기 때문에, 이 두 가지 측면이 특히 자동차 산업 고객들에게 중요한 어필 요소가 됩니다.
 

자동차의 NAND 요구 성능 증가


연결성(connectivity)은 자동차 산업의 판도를 바꾸고 있습니다. 연결성이 보편화되면서 생성되는 데이터량이 폭증하고 있습니다. 시스코(Cisco)의 예측에 따르면, 2020년 기준 커넥티드 디바이스 개수가 500억 개에 이를 전망입니다. IoT 시대에는 모든 것이 인터넷에 연결되므로 생성되는 데이터가 모두 클라우드에 저장될 것이라고 예상하는데, 사실은 그렇지 않습니다. 데이터가 모두 클라우드에 저장되면 퍼포먼스 문제가 발생합니다.
 

현실적으로 봤을 때, 많은 데이터가 클라우드에 집중되겠지만 디바이스 단에 남아 있는 데이터도 상당히 많습니다. 이를 엣지 스토리지(edge Storage)라고 부르는데, 시스코의 추정에 의하면 데이터센터로 전송되는 데이터보다 엣지 쪽에서 생성되는 데이터가 269배 더 많습니다. 데이터센터의 스토리지 수요도 증가하고 있지만, 엣지 쪽의 플래시 메모리 수요는 그 이상으로 성장하고 있습니다.
 

오늘날 커넥티드 카는 기본적으로 모바일 기기를 연결할 수 있습니다. 이제는 한 발 더 나아가 자율주행차까지 등장하고 있습니다. 이는 훨씬 더 큰 변화를 수반하게 될 것입니다. 자율주행이 제대로 실현되려면 자동차는 물론, 관련 인프라까지 잘 구비되어야 합니다. 정밀지도가 필요하고 새로운 센서의 도움도 받아야 합니다.

과거의 자동차 OEM 업체들은 티어1 업체들과 주로 커뮤니케이션을 했으나, 자율주행차의 등장과 더불어 시스템이 복잡해지면서 기존 방식으로는 해결할 수 없는 영역이 확대되고 있습니다. 이제는 SoC(반도체) 업체, 소프트웨어 개발자, 서비스 파트너들과 직접적인 소통이 요구됩니다.

 

그럼, NAND 플래시가 어떤 부분에서 역할을 할까요? 현재 필요한 부분도 있지만, 앞으로 더 많은 부분에서 NAND 플래시가 활용될 것입니다. 현재 NAND 플래시가 가장 많이 쓰이는 분야는 내비게이션 및 인포테인먼트 시스템입니다. OS와 애플리케이션 소프트웨어, 지도 데이터를 저장하는 데 NAND 플래시가 쓰입니다. 자율주행 시대에는 센티미터 수준의 정확도를 제공하는 정밀지도가 필요합니다. 현재 내비게이션 지도와는 전혀 다른 형태가 될 것입니다. 센서 퓨전이라고 부르는 영역에 HD 맵이 함께 쓰이게 될 것입니다.
 

디지털 클러스터도 계속 바뀌게 될 것입니다. 맞춤형 패널 형태로 바뀌면서 NAND 플래시가 더 많이 사용될 것입니다. 앞으로 자동차에 사용되는 소프트웨어가 더 많아질 것이기 때문에, OTA(On The Air)를 통해 전송되는 데이터도 증가하게 될 것입니다. 그만큼 NAND 플래시 메모리의 수요가 확대될 것입니다. V2V, V2I 분야에서도 NAND 스토리지가 필요한데, 기본적으로 애플리케이션 소프트웨어와 보안 관련 인증서가 NAND 플래시에 저장됩니다. 자동차의 모든 센서 데이터가 모이는 블랙박스에도 NAND 플래시가 사용됩니다.
 

이처럼 자동차는 수많은 새로운 애플리케이션의 등장으로 메모리 수요가 폭발적으로 증가할 것이며, 향후 5년 내에 자동차 한 대당 최대 1 TB의 메모리가 요구될 것으로 예상됩니다. 개인적으로는 이보다 더 늘어날 것으로 보고 있습니다. 자율주행이 발전하면, 새로운 애플리케이션이나 서비스가 더 많이 출현할 것이기 때문입니다.
 

 

자동차 산업에서 웨스턴디지털의 역할


웨스턴디지털이 자동차에 HDD를 공급한 역사는 오래 되었습니다. NAND 플래시를 제공한 지도 5년이 넘었습니다. 2015년부터 1세대 오토모티브 그레이드 iNAND e.MMC와 SD카드를 공급하기 시작했습니다. SD카드는 내비게이션에 가장 많이 쓰이는데, 지도정보를 업데이트 할 때 사용됩니다. iNAND e.MMC의 경우에는 IVI, 디지털 클러스터, 텔레매틱스, 자율주행 시스템 등에 폭넓게 사용될 수 있습니다.
 

이번에 출시한 iNAND 7250A는 방대한 차량 데이터 처리에 최적화된 오토모티브 그레이드 스토리지 솔루션입니다. 기본적으로 e.MMC 5.1 표준을 준수합니다. 예전에 지도에 주로 쓰일 때는 아무래도 읽기 성능이 중요했지만 최근 들어 읽기뿐만 아니라 쓰기 성능을 요구하는 애플리케이션이 많아졌습니다. 이러한 애플리케이션에 최적화된 제품입니다. 용량은 8~64 GB까지 제공되고, 인터페이스 속도는 HS400까지 충족합니다.
 

 

설계 측면에서도 안정성이 강화됐습니다. 향상된 MLC(Multi Level Cell) 및 고급 오류 정정 기능, 향상된 전원 장애 보호, 고급 진단 도구 등은 어떤 경쟁 제품보다 뛰어나다고 자부합니다. 고급 진단 도구는 JEDEC에서 요구하는 수준보다 훨씬 많은 양의 시스템 관련 정보를 제공합니다.


iNAND 7250A는 강력한 컨트롤러를 포함하고 있습니다. NAND 플래시는 비트 에러가 발생하는데, 이런 비트 에러를 수정하는 데 있어서 컨트롤러가 중요한 역할을 합니다. 이밖에도 자동차 산업에서 요구하는 다양한 스마트 기능을 제공합니다. 예컨대 강화된 정전 보호 기능, 포괄적인 메모리 상태 모니터링, 첨단 진단 도구 등이 있습니다. 따라서 데이터를 쓰는 동안 전원이 끊기더라도 데이터가 손상되지 않으며, 전압이 불안정해도 스토리지 오염이 발생하지 않습니다. 또한 헬스 리포트 기능을 제공합니다. iNAND 플래시가 들어간 디바이스는 다양한 정보를 가지고 있을 텐데, 이 정보를 읽어와 진단하고 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들면 전원 공급에 문제가 있었는지, 시스템 자체에 무슨 문제가 있었는지를 시스템 개발자 입장에서 대단히 유용하게 쓸 수 있는 정보를 제공합니다.
 

iNAND 7250A는 -40℃ ~ 105℃까지 견딜 수 있는 제품입니다. 자동차 산업에서 품질은 아무리 강조해도 지나침이 없습니다. iNAND 7250A는 낮은 DPPM의 제조공정, AEC-Q100 인증, 양산 부품 승인절차(PPAP) 기록, NVM 기반 제품에 대한 ISO 26262 설계 가이드라인 준수 등을 통해 높은 품질과 신뢰성을 제공합니다.
 

iNAND 7250A는 11.5×13 mm 사이즈에 대형 스토리지 용량을 가지고 있습니다. BGA 타입으로 패키징 되어 보드에 장착되기 때문에 진동이나 충격에도 안정성을 보장합니다.

이 제품은 5월부터 출하를 시작했습니다. 웨스턴디지털은 차세대 자율주행차의 설계 요건을 충족시키는 제품의 포트폴리오 및 로드맵으로 자동차 시장에 적극적으로 대응해 나갈 것입니다.

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