Можно ли использовать жесткий диск в автомобиле

Количество контента, относящегося к работе авто и развлечениям в нем, постоянно растет, и одновременно с ним растет важность устройств хранения данных. На протяжении без малого 20 лет их емкость все увеличивалась, поэтому автопроизводители стали переходить на твердотельные диски с флеш-памятью типа NAND. По мере снижения стоимости гигабайта памяти технология эта будет только набирать популярность.

Зачем нужны устройства хранения данных в автомобиле?

История устройств хранения информации, предназначенных для использования в автомобилях, берет свое начало в середине 1990-х годов, когда на машинах премиум-класса стали появляться встроенные информационно-навигационные системы. Данные карт и информация изначально хранились на оптических дисках, подгружаясь в систему по мере необходимости. Главной проблемой таких устройств были сложности с обновлением карт, для чего порой требовалось прибегать к помощи механика, разбиравшего приборную панель для получения доступа к дисководу.

Достаточно скоро стало очевидным, что жесткие диски — винчестеры (HDD) — являются более элегантным решением. Информация на них обновлялась гораздо проще с помощью обычного проводного соединения. Тем не менее задача была несколько сложнее, чем простая установка в автомобиль стандартного HDD от ноутбука. Жесткому диску в автомобиле приходится трудиться в условиях изменяющихся жары, холода, влажности, атмосферного давления воздуха. Сюда же добавляются постоянные вибрации и удары, с которыми жесткий диск офисного компьютера или ноутбука обычно не сталкивается.

Приводы должны быть приспособлены к более широкому диапазону рабочих температур — обычно от —30 до +85 °C — по сравнению с +5.. +55 °C, принятыми в качестве стандартов для потребительских устройств. Существовала и проблема конструктивного плана: разработчикам жестких дисков для использования в автомобиле пришлось закладывать в них более высокие прочность и долговечность, а автопроизводители должны были быть уверены в долгосрочной коммерческой доступности этих устройств на рынке.

Работающие прототипы автомобильных навигационных систем появились еще в конце 60-х годов прошлого века. Так, на концепте Holden Hurricane RD 001 наряду с камерой заднего вида представили автоматизированное устройство поиска маршрута. Этот навигатор, появившийся еще до эпохи спутников GPS, использовал систему магнитов, установленных на перекрестках дорожной сети, для того чтобы вести водителя по маршруту. Информация о том, когда и куда свернуть, отображалась световыми указателями на отдельном табло и сопровождалась звуковым сигналом.

1969 Holden Hurricane Concept

В 2005 году первые 20 GB жесткие диски ОЕМ производства компании Toshiba были реализованы в Европе, поступив на конвейер одного из немецких производителей автомобилей премиум-класса. Учитывая, что требования к памяти для навигационной системы в Европе выше (в Японии улицы не имеют имени, и навигация осуществляется путем визуальной ориентации), даже для спутниковых навигационных систем раннего поколения с 3D-картами требовалось до 10 Гб дискового пространства.

Появление 3D-карт и спроса на сложную графику породило спрос на большие по объему и более надежные жесткие диски. И это был не просто спрос на самые последние карты, которые автопроизводители должны были предоставлять в течение 10–15 лет жизни автомобиля. Дискретные навигационные системы таких производителей, как Garmin и TomTom, также требовали улучшенной графики и увеличенной функциональности. Чтобы соответствовать этому, программное обеспечение и картографические данные должны периодически обновляться, а жесткие диски — обладать заведомо большими возможностями, нежели это первоначально указывалось автопроизводителем, чтобы они могли вместить последующие обновления ПО.

Интернет в автомобиле

По данным аналитиков рынка ISuppli, к 2016 году более чем 55 миллионов человек будут выходить в Интернет через информационно-развлекательные системы в своих автомобилях. Однако, несмотря на рост распространенности сетей передачи данных 3G и 4G, мобильные интернет-соединения не всегда стабильны и могут значительно варьироваться по скорости. Это сделает хранение данных в «облаке» не таким практичным, когда речь идет об автомобилях, по крайней мере в ближайшие три-шесть лет. А значит, состояние технологий будет стимулировать спрос на увеличение объемов хранения данных в автомобильных системах.

Многие производители автомобилей рассматривают это как возможность превратить машину в ключевой центр нашей жизни, все более и более связанный с Сетью. В настоящее время автомобильные инфотеймент-системы обеспечивают навигационные и развлекательные функции, в будущем их функционал дополнится приложениями, которые позволят автоматически открывать ворота при подъезде к дому, регулировать температуру в доме и проверять статус охранной сигнализации. Подобное расширение функций приведет к взрыву спроса на диски большей емкости. Для удовлетворения ожидаемого спроса на автомобильные HDD большой емкости Toshiba недавно запустила производство самого большого в мире жесткого диска для автомобильной отрасли. Устройство емкостью в 320 GB способно работать в диапазоне температур от —30 до +85 °C. Это обеспечивает достаточно места для хранения 40 ГБ или более навигационных данных, которые в некоторых случаях дублируются по соображениям безопасности, а также предлагает достаточно места для мультимедийных файлов и растущего числа автомобильных приложений.

В то время как жесткие диски стали основным способом хранения в Европе, в Японии и Азии, где потребности в объемах HDD ниже, все обстоит совершенно иначе. Японские производители автомобилей, как правило, используют жесткие диски от 40 до 100 Гб. Поэтому для информационно-навигационных систем на этих рынках более подходят решения на базе флэш-накопителей и SD-карт на основе технологии NAND. Эти устройства меньше, легче, у них ниже энергопотребление и они содержат меньше компонентов, чем традиционный HDD. Они также не имеют движущихся частей, что наделяет их большей шоко- и виброустойчивостью.

В настоящее время автомобильные информационно-развлекательные системы можно разделить на три класса: начальный, средний и высокий. Системы начального и среднего уровня обычно оснащаются устройствами хранения объемом от 4 до 32 гигабайт. В наши дни это, как правило, флэш-память на базе технологии NAND. В устройствах начального уровня многие производители автомобилей начали применять съемные варианты устройств хранения данных, которые позволяют использовать SD-карты и флэшки USB, подключаемые к головному устройству для обеспечения возможности расширения памяти. У этого решения есть преимущество в том, что владельцы могут использовать собственное съемное устройство хранения данных, которое не обязательно должно полностью соответствовать автомобильным стандартам.

Прогнозируется, что в решениях более высокого уровня будут использоваться твердотельные накопители, выполненные по технологии NAND, среднего объема — от 60 до 128 гигабайт. Это жесткие диски SSD и встроенные модули флэш-памяти eMMC. Вполне вероятно, что свое место в автомобильных системах найдут SD-карты. Скорее всего, SSD-накопители емкостью от 60 до 100 Гб начнут появляться в автомобилях в ближайшие год-два. Минимальный объем жесткого диска HDD в современном автомобиле равен 100 Гб, в то время как автомобильные системы развиваются по пути, который ранее проделали смартфоны. Большие по объему (от 200 до 300 Гб) жесткие диски становятся в наши дни все более популярными в автомобильных информационно-развлекательных системах класса hi-end.

Connected Car

Несмотря на то, что среди автолюбителей все еще существуют опасения по поводу надежности использования мобильной связи для внутренних систем машины, многие производители делают выбор в пользу обеспечения автомобилей инфотейнмент-системами, основанными на облачных технологиях. Этот формат носит название Connected Car, и решения для него уже существуют. Например, компания T-Systems, дочернее подразделение Deutsche Telekom, в прошлом году анонсировала сотрудничество с немецким концерном Daimler AG, производящим автомобили Mercedes-Benz. Машины концерна оборудованы мультимедийной системой COMAND Online, через которую водители могут использовать многочисленные сервисы T-Systems, включая инструменты навигации и информирования водителей об обстановке на дороге в режиме реального времени, мобильную связь и интернет-развлечения (например, доступ к социальным сетям). Аналогичные системы предлагают Ford, Volvo и BMW. Различающиеся в деталях, все они объединены схожим функционалом, который позволяет превратить автомобиль в мобильную платформу связи, объединяющую водителя, автомобиль и внешние системы в динамичную сеть, предоставляющую персонифицированную информацию именно там, где она нужна, и именно тогда, когда она необходима. Телематическая часть обеспечивает связь с сервисным центром и другими службами при аварии или предоставляет информацию о текущей ситуации на дороге и передает работникам центра информацию для подготовки к вашему следующему посещению СТО. Интернет-платформа позволяет использовать автомобиль как мобильный офис. Уже сейчас технологии Connected Car позволяют удаленно заводить автомобиль, заблокировать дверные замки, определить, где находится автомобиль, просмотреть данные приборной панели и прогреть салон, узнавать о  наличии парковочных мест в округе и остатке топлива, а для электромобилей — определить уровень заряда. Все эти функции активируются одним касанием экрана смартфона.

Автомобили будущего

Современный потребитель все чаще требует от автомобиля интерфейса и возможностей, аналогичных смартфонам и планшетам, и в то же время эти устройства должны быть интегрированы в сеть автомобиля. Автопроизводители отвечают на этот вызов, создавая дискретные системы с интерфейсами смартфонов или предоставляя платформы, распространяющие возможности смартфона на систему автомобиля.

Apple и Google сотрудничают с автопромом, чтобы распространить возможности смартфонов и Сети на автомобильные системы. При том что все большее число потребителей, выбирая машину, уделяет внимание не лошадиным силам, а функционалу автомобиля, такое сотрудничество вызывает фундаментальный сдвиг в принципах работы автопрома. Одним из последствий этого сдвига является то, что автомобильная промышленность с ее процессом сертификации продукции и ПО, который занимает до двух лет, более не поспевает за изменениями в развитии индустрии смартфонов. Эти сроки уже не соответствуют ожиданиям клиентов и требованиям, которые они предъявляют к автомобильным информационно-развлекательным системам. Выходом могут стать гибкие модульные инфотейнмент-системы, которые появятся уже очень скоро. Этот сдвиг и будет определять среднесрочное будущее автомобильной промышленности и окажет значительное влияние на развитие устройств хранения данных для автомобилей.

Борис Хафнер, старший управляющий по продажам направления «Автомобильная электроника» компании Toshiba Electronics Europe