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人工知能（AI）の急速な進化に加え、自動車業界における集中型コンピューティングとゾーナルアーキテクチャーへの移行によって、メモリ市場が根本的に様変わりしつつあります。自動車は今、数十もの高解像度センサーからのストリームを処理しながら先進運転支援システム（ADAS）を実行することで没入型の車内エクスペリエンスを提供しており、さながら「走るデータセンター」へと変貌を遂げています。これを背景に、メモリ帯域幅、信頼性、機能安全に対するニーズがかつてないほど高まっています。それと同時に、車載環境でもデータセンター環境でも、大量のメモリだけでなく、よりパフォーマンスが高く、より安全で効率的なメモリソリューションも必要とするAIワークロードによって、可能性の限界が押し広げられています。
こうしたトレンドにより劇的に迅速化しているのが、設計サイクルです。自動車OEMやAIプラットフォームプロバイダーは、もはや複数年の開発タイムラインを組んでいる余裕はありません。新しい機能を数年ではなく数ヵ月で市場に投入しなければならないからです。こうした急を要する状況により、IPプロバイダーとメモリサプライヤーとの緊密かつ早期のコラボレーションの重要性が高まっています。これを最も如実に表しているのが、半導体IPのグローバルリーダーであるSynopsysと、先進的なメモリテクノロジーの開拓者であるマイクロンによる密なコラボレーションです。
Synopsysの役割：次世代メモリの普及を実現する
SoCとシステムアーキテクチャーがいちだんと複雑になろうとしている現在、Synopsysは新しいメモリテクノロジーを業界に普及させるうえで重要な役割を担っています。Synopsysのシリコン実証済みIPの幅広いポートフォリオには、メモリコントローラと物理レイヤー（PHY）という、高度なメモリインターフェイス用の完全なソリューションが含まれています。この設計ブロックは、最新の規格に対応するだけでなく、機能安全、信頼性、パフォーマンス最適化など、自動車やAIといった要求の厳しい市場向けに特化した機能を統合していなければなりません。
Direct Link ECC Protocol（DLEP）搭載のSoCメモリコントローラと物理レイヤー
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Synopsysはマイクロンとのコラボレーションを通じて、LPDDR5X用の画期的なDirect Link ECC Protocol（DLEP）など、マイクロンの最先端DRAM向けに最適化された検証済みIPを提供しています。この緊密な統合により、SoC設計の市場投入までの期間が短縮され、リスクが軽減され、実社会にメリットをもたらす新しいメモリ機能を迅速に導入できます。
「マイクロンとの緊密なパートナー関係を通じて、私たちのシリコン実証済みIPとDLEP対応のメモリエコシステムとの調整を行うことで、自動車およびAIプラットフォームにおける帯域幅、電力効率、機能安全に関する新たな基準が打ち立てられています」と、SynopsysのメモリインターフェースIPソリューション担当製品ラインディレクター、ブレット・マードックは述べています。「設計スケジュールを短縮し、リスクを軽減し、差別化されたシステムを市場にすばやく投入することが可能になりつつあります。」
DLEPとは何か？なぜ重要なのか？
DLEP（Direct Link ECC Protocol）は、メモリテクノロジーにおける斬新なイノベーションであり、従来のインラインECC（エラー訂正コード）方式で生じるパフォーマンスと効率のペナルティを克服できるように設計されています。従来のシステムでは、インラインECCによって貴重なメモリ帯域幅とメモリ容量が消費されるため、AIと自動車プラットフォームの実効パフォーマンスが低下します。
DLEPを使用することで、メモリコントローラとDRAMの間で直接ECCが処理されるため、システムレベルで著しいメリットが得られるのです。
- 帯域幅が15～25%増加：1秒あたり移動可能なデータの量が増加します。AI推論、センサー融合、リアルタイムの意思決定には、これが極めて重要です。1
- 容量が11%増加：ECCオーバーヘッドのため予約されるメモリが少なくなり、アプリケーションに使用可能なメモリが増えます。
- 消費電力を最大20%削減：エネルギー消費量が低下します。これは電気自動車やエッジAIデバイスで重要です。
- 機能安全の強化：DLEP対応のLPDDR5Xは、ISO 26262 ASIL-Dの厳しい要件を満たし、最高水準の自動車安全を支えます。
こうしたメリットは、より速く安全かつ効率的な自動車およびAIシステムに直結します。たとえば、次世代ADASプラットフォームでは、数十のセンサーやカメラからのデータをリアルタイムで処理するために、最大300～500GB/秒のメモリ帯域幅が必要です。DLEPは、これを可能にすると同時に、システムのコストや複雑性も抑えます。
自動車で広帯域幅と機能安全が重視される理由
標準DRAMによるECCデータ転送と、DLEP搭載のDRAMによるECCデータ転送の比較
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自動車業界では、数十ものレガシーECUを少数の強力なドメインコントローラに統合する必要性に迫られ、集中型コンピューティングおよびゾーナルアーキテクチャーへの移行が加速しています。このコントローラは、自律運転からインフォテインメントまで、あらゆる処理を実行しなければならず、多くの場合、AIモデルをローカルで実行して瞬時の意思決定を行います。このようなアーキテクチャーの移行には、次の要件が求められます。
- 極めて広い帯域幅：LiDAR、レーダー、カメラ、車載センサーからデータを取り込んで処理するため。
- 機能安全：故障があっても、重要なシステム（ブレーキ、ステアリング、ADAS）を確実に作動させるため。
- エネルギー効率：電気自動車の航続距離を最大化し、熱的制約を最小化するため。
マイクロンとSynopsysのコラボレーションを通じて提供されるDLEP対応のLPDDR5Xは、これらのニーズを満たす目的で設計されています。その結果、AIや車載コンピューティングの要求に応えるだけでなく、安全性と効率性の新たな基準を打ち立てるメモリソリューションが成立しています。
エコシステムコラボレーションの重要性
DLEP実装の成功は、エコシステムコラボレーションの力を発揮できたことの何よりの証です。Synopsysとマイクロンは、開発の初期段階から共同で作業することにより、メモリコントローラとPHY IPの両方だけでなく、マイクロンのDRAMデバイスへのDLEPのシームレスな統合も実現しています。このアプローチにより、顧客による採用の加速、統合リスクの低減、実証済みのシリコン対応ソリューションの市場への提供を進めることができます。
DLEPの前進
AIと自動車システムが切り離せないものとなりつつある今、高い性能、安全、効率を誇るメモリの重要性がこれまで以上に高まっています。より広い帯域幅、大容量、低消費電力、堅牢な機能安全を実現するDLEPは、あらゆる面でブレイクスルーと言えます。Synopsysとのコラボレーションにより、SoC設計者は、マイクロンの最新メモリで事前に検証済みの業界最先端のIPを利用し、市場投入までの期間を短縮し、イノベーションへの明確な道筋を確保することが可能になります。
次世代のインテリジェントビークルとAIプラットフォームの提供に向けて競い合う中で、SynopsysのIPとマイクロンのDLEP対応メモリのコラボレーションは、勝利の方程式を示しているのです。
1 車載用強化ECC搭載LPDDR5Xで課題の解決に挑む | Micron Technology Inc. 標準的なインラインシステムECC方式とDLEPを比較して測定
