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現代の自動車は「車輪のついたデータセンター」と呼ぶにふさわしくなってきました。高度な機能やコンピューティングアーキテクチャの進化により、その呼称が日々現実味を帯びています。
例えば、コネクテッドカーは現在、約1億行ものコードで構成される最も複雑なソフトウェア駆動マシンであり、車載AIの進展によって、この数は近い将来10億行にまで拡大すると考えられています。
しかし問題は、現在の既存の自動車用アーキテクチャーが、コネクテッドカーの急増するデータ量を支えるだけの拡張性を備えていないことです。自動車は進化する必要があり、ストレージも付随して進化する必要があります。では、それには何が必要なのでしょうか？
アーキテクチャー図1：Micron 4150AT SSDを用いた自動車用の新しい中央集中型／ゾーン型アーキテクチャーと、従来のアーキテクチャーソリューションとの比較
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中央集中型／ゾーン型アーキテクチャーへの移行
現在のコネクテッドカーは、従来のドメイン分散型アーキテクチャーから、設計を簡素化するために意思決定を一元化したドメインアーキテクチャーやゾーンアーキテクチャーに移行しつつあります。実際、マッキンゼーは2030年までに、ゾーンアーキテクチャーを採用した自動車の世界シェアが約18％に到達し、その先も伸び続けると予測しています。
既存のドメインアプローチでは、自動車用アーキテクチャーシステムは車載インフォテインメント（IVI）、コネクティビティ、パワートレインなど、車内の各機能ごとにグループ化されています。この方式はかつては有効でしたが、コネクテッドカーが高度化するにつれて、センサー、カメラ、電子機器の数が指数関数的に増加し、中には150個もの電子制御ユニット（ECU）を搭載する車両も登場しています。これにより、より複雑で重い配線が必要となり、コストと重量を増やしています。
ゾーンアーキテクチャーは、システムやデバイスを制御するECUの近くの物理的なゾーンに効率的にグループ化することで、電子部品の接続方法を簡素化します。これらのゾーンのローカルコントローラは、データセンターサーバーのような中央の高性能コンピュータークラスターに接続され、プレミアムコネクテッドカーでは、最大4つのシステムオンチップ（SoC）を備えたクラスターが使用されます。
開発中の新型車の多くは、すでにこの集中型アーキテクチャーの採用を予定しています。しかし、現在の車載ストレージソリューションは、多数のSoCをサポートし、最適なシステム効率を実現するまでには進化していません。
これらのことから、私たちは新たな車載ストレージのパラダイムとなるMicron 4150AT SSDを発表できることを誇りに思います。この製品は、データセンター向けSSDがもつ柔軟性と拡張性を基盤に開発されました。
4150ATは、データセンターで一般的に利用されているデュアルポート機能をさらに進化させ、業界で初めて4ポート構成を実現しました。さらに、シングルルート入出力仮想化（SR-IOV）の技術を組み合わせた初のSSDでもあります。
これらの画期的な機能により、業界は集中型アーキテクチャーへの移行を加速させ、よりスマートで安全なSoC搭載車両の実現を推進することができます。その方法と理由を理解するために、ボンネットの中を覗いてみましょう。
画像1：マイクロンの車載グレード、クアッドポートSR-IOV対応SSD「4150AT」
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車載AI時代に向けて構築されたドライブ
マルチポートSSDとSR-IOVテクノロジーの融合は、データ分離とデータ共有を同時に管理する強力なソリューションを提供します。4150ATの各ポートはSoCに接続可能で、最大16台の仮想マシン（VM）をサポートできるため、車載AIなどのアプリケーションでデータアクセスをきめ細かく制御することができます。
4150ATのクアッドポートは複数の独立したデータパスを提供し、ホストシステムと同時通信を可能にします。これらのポートは異なるVMまたはワークロードに割り当てられ、データトラフィックの厳密な分離を保証します。レイテンシーに敏感なアプリケーションでも、高スループットのワークロードでも、マルチポートSSDは高い柔軟性を発揮し、インサイトを得るまでの時間を短縮します。
一方で、4150AT SSDはSR-IOVによって何十ものVMを支えることができます。現在の主力SoCのマルチタスクに対する仮想化の使用が増加していることから、これは極めて重要です。さらに注目すべきは、各VMが独立したストレージ領域（ネームスペース）を持ちながら、他のVMとデータプールを共有できる点です。
システムの自動車用アーキテクチャーでは、ポートを選択的に割り当てることができるため、重要なデータを分離した状態で保持しつつ、必要に応じて効率的なデータ共有を実現できます。個人の名前空間とSR-IOVを組み合わせることで、名前空間に接続された仮想マシンまたはホストのみがデータにアクセスできるようになり、重要なデータのプライバシーとセキュリティが維持されます。クラウド環境やエッジコンピューティング、データセンターのいずれにおいても、このアプローチは正確なストレージ管理を推進します。
また、マイクロンでは4150ATの設計にあたり、セキュリティを最優先に考え、ハードウェアベースのデータ暗号化、デバイス認証、セキュアブート、暗号署名付きファームウェアなど、デバイスレベルでの最新の保護機能を搭載しています。
現在の最新自動車用アーキテクチャーの効率性を高める
では、これらの技術がどのようにコネクテッドカーのゾーンアーキテクチャーを実現するのでしょうか。従来のストレージソリューションは一般的に単一のSoCにしか接続できないため、そのストレージデバイスの容量は特定のドメインや機能（例えばIVI、ADAS、コネクティビティなど）にしか利用できません。
一部の状況下において、例えば512ギガバイトから1テラバイトのように、使用可能な次の容量に倍増しなくてもいいよう、コードをフットプリントに収めるために、多大な時間とエネルギーを費やし、妥協を許すことになります。また、特定の機能（IVIなど）のストレージデバイスに、別のSoC（ADASやコネクティビティなど）で活用できたはずの未使用領域が残ってしまう場合もあります。
マイクロンの4150AT SSDは、最大で4つのストレージデバイスを1台に置き換えることが可能です。これにより、自動車用アーキテクチャーの効率化を図りながら、システム全体のパフォーマンス、総所有コスト（TCO）、およびギガバイトあたりのコストを大幅に改善します。
なお、SoC間でストレージを共有する別の方法としては、複数のコネクテッドカーSoCを1つのストレージドライブに接続するために、高コストな車載グレードのPCIeスイッチを使用するアプローチもあります。しかしこれらはたいてい消費電力が大きく、貴重な基板面積を圧迫します。4150ATなら、マルチポート機能によってスイッチが不要となるため、自動車メーカーは車両設計の柔軟性を高められると同時に、熱発生と消費電力の両方を抑制することができます。
複数のSoCを接続できる4150ATの能力により、データの冗長性コピーを維持する必要性も軽減します。例えば、1つの都市のナビゲーションデータだけでも最大100ギガバイトに達することがあり、これらのデータは通常、ADASとIVIの両方で共有されます。
ここで既存のアプローチだと、各SoCに連動する車内のローカルストレージで、このデータを少なくとも2回保存する必要があります。それを何都市分も掛け合わせると何百ギガもの不要なストレージ容量が発生し、余分なコストや貴重なスペース・ストレージの浪費といった問題を招いてしまいます。しかし、4150ATではそのような制約はなくなります。
少しずつでも地球を救う
ここまでで、マイクロンの最新車載用SSDがもたらす画期的なメリットはよくご理解いただけたと思います。私たちがさらに注目しているのは、集中型アーキテクチャーへ移行することで実現する、よりスケールの大きなメリットです。
Vicor Powerの調査によると、配線の簡素化による軽量化によって、ゾーンアーキテクチャーは従来の自動車用アーキテクチャーと比べて電気自動車の年間航続距離を最大約6,400km延伸可能で、車両重量も最大約18kg軽減できることが確認されています。燃料自動車にとって、これは燃費向上（ドライバーにとってはガソリン代の節約）を意味し、地球温暖化が加速する中で二酸化炭素排出量の削減に役立ちます。
気候変動が深刻化する中、わずかなエネルギーの節約でも大きな意味を持ちます。私たちは、業界のエコシステムが4150ATを自動車用アーキテクチャーにどのように組み込み、より軽量で効率的、環境に優しい車両を実現していくのか、今後も注目していきたいと思います。
新時代に向けた将来性のある車両
新たな課題には新たなソリューションが必要です。だからこそ私たちは、車載用ストレージを根本から再構築し、世界初のクアッドポートSSD「Micron 4150AT」を開発しました。
そのマルチポート機能とSR-IOV仮想化によって、Micron 4150ATは自動車用アーキテクチャーのエコシステムに、これまでにない柔軟性と高い処理能力をもたらします。これにより、生成AIや完全自律走行が普及する未来のコネクテッドカーにおいて、ますます増大・高度化していく自動車データワークロードの複雑さにようやく対応できるようになります。
集中型アーキテクチャーを可能にすることによって、私たちのSSDが自動車エコシステムを強化し、スケーラブルで持続可能な方法で、これらの破壊的技術に対応する自動車の将来性を向上します。4150ATは、自動車メーカーの開発ツールキットの中では小さな存在かもしれません。しかし、その性能は非常に強力であり、業界のエコシステムが未来の自動車を再構築・再設計するうえで、無限の可能性をもたらします。
私たちはこの胸躍る変革のスタート地点に立っています。そして、よく言われるように、大切なのは目的地ではなく、その道のりなのです。
