闪存和内存有什么区别
闪存和内存是计算机系统中两种不同类型的存储介质，它们在用途、技术指标和工作原理上存在显著差异。以下是对这两种存储介质的详细对比：
用途
- 闪存主要以固态硬盘 (SSD) 的形式充当外部存储设备，用于存储操作系统、应用程序和数据文件等。计算机需要从闪存中读取代码和数据到内存中，CPU 才能访问和执行。
- 内存 (RAM) 是计算机的主存储器，用于临时存储正在运行的程序代码和数据，为 CPU 提供高速读写访问。
技术指标
- 易失性：闪存是非易失性存储介质，即使断电或关机，其中的数据也不会丢失。而内存是易失性的，需要持续供电才能保持数据，断电后内存中的数据将全部丢失。
- 读写速度：闪存的连续读写速度相对较慢，即使是高端 SSD 也仅在 7GB/s 左右。而内存的读取带宽极高，最新的 DDR5 内存在 6400MHz 频率下读取带宽可轻松超过 90GB/s。
- 容量：闪存的容量通常较大，现代 SSD 可达几 TB。而内存的容量相对有限，一般在几十 GB 范围内。
工作原理
- 闪存采用电荷存储技术，通过施加电压改变存储单元的电荷状态来存储数据。
- 内存通常采用动态存储技术，利用电容充电状态来存储数据位，需要定期刷新以防止数据丢失。
综上所述，闪存和内存在计算机系统中扮演着不同的角色和作用。闪存作为非易失性存储介质，用于长期存储数据；而内存则是易失性的高速缓存，为 CPU 提供临时数据读写访问。两者在性能指标和工作原理上也存在明显差异，需要根据具体需求进行选择和配置。
闪存的主要类型有哪些
NOR 闪存
NOR 闪存是一种并行接口的闪存，主要应用于嵌入式设备。这种闪存的容量相对较小，但具有快速的随机读写访问速度，通常在 60-120 纳秒范围内。NOR 闪存支持原地执行（Execution in Place），这意味着它无需将代码加载到内存中，可以直接从闪存中执行代码。由于每单位容量的成本较高，NOR 闪存通常仅用于存储代码和关键数据，例如一些嵌入式设备会使用 NOR 闪存来存储系统的启动代码及固件。
是指无需将代码加载到内存，直接从闪存中执行代码。这种特性使 NOR 闪存非常适合于存储嵌入式系统的启动代码及固件。
意味着 NOR 闪存可以快速读取和写入任意位置的数据，这对于执行代码和访问关键数据至关重要。
NAND 闪存
与 NOR 闪存不同，NAND 闪存具有更大的存储容量，并且在消费级电子设备中应用更为广泛。NAND 闪存被广泛用于固态硬盘( SSD)、U 盘、存储卡等存储介质中。这种闪存支持整页读写操作，但不支持原地执行，且随机读写访问速度相对较慢，通常在 10-50 微秒范围内。
大容量存储使 NAND 闪存成为存储大量数据的理想选择，如照片、视频、音乐等多媒体文件。
整页读写意味着 NAND 闪存每次读写操作都是以页为单位进行的，这种方式可以提高数据传输效率。
不支持原地执行表示 NAND 闪存无法直接执行存储在其中的代码，需要将代码加载到内存中才能执行。
尽管随机读写访问速度较慢，但由于单位成本更低且数据访问速度比传统机械硬盘快得多，因此基于 NAND 闪存的存储介质已成为许多消费类电子产品的首选存储设备。
闪存的优势闪存的优势
- 高容量且经济实惠：闪存是一种高容量且经济实惟的非易失性固态存储介质，非常适合需要大量存储空间的场景，如 U 盘、存储卡和固态硬盘 (SSD) 等。与传统机械硬盘相比，闪存的成本大幅降低，已成为非易失性固态存储的主导存储类型。
- 快速读取速度：闪存具有快速的读取速度，虽然不及静态 RAM 或 ROM，但比机械硬盘快得多。这使得闪存在需要快速读取数据的便携式设备中备受青睐，如数码相机、移动电话等。
- 抗震动性强：与机械硬盘相比，闪存没有机械运动部件，因此具有更强的抗震动能力，这使其在便携式设备中更加可靠。
- 低功耗：闪存的功耗较低，这使其在移动设备和嵌入式系统中具有优势，有助于延长电池使用寿命。
- 寿命长：闪存没有机械运动部件，因此比机械硬盘更加可靠和耐用。即使在断电情况下，闪存也能保持数据的完整性。
- 广泛应用：闪存在计算机、PDA、数码音频播放器、数码相机、移动电话和工业电子产品等领域都有广泛应用。它的优势包括低功耗、可靠性高等。
闪存的工作原理
闪存的基本原理
闪存是一种非易失性存储器，即使断电也能保持数据不丢失。它通过改变存储单元（晶体管）的电荷状态来存储数据，这种状态可以在没有电源的情况下持续保持。与需要持续供电的 RAM 不同，闪存可以永久保存数据，因此被广泛应用于各种便携式电子设备。
闪存的两种主要类型
闪存主要分为两种类型：NOR 闪存和 NAND 闪存。NOR 闪存允许随机访问单个字节，而 NAND 闪存只允许页级访问。NAND 闪存牺牲了 NOR 的随机访问和直接执行优势，但提供了更高的密度、更大的容量和更低的成本。它还具有更快的擦除、顺序写入和顺序读取速度。
开放式 NAND 闪存接口
为了实现不同供应商 NAND 闪存芯片之间的互操作性，开放式 NAND 闪存接口（ONFI）工作组制定了标准的低级接口规范，包括标准物理接口、命令集和自我识别机制。
闪存控制器和文件系统
由于闪存的独特特性，通常会与控制器配合使用，以执行磨损均衡和错误校正，或者与专门的闪存文件系统配合使用，将写入操作分散到整个存储介质上，并管理较长的擦除时间。
闪存在云存储中的应用
高性能存储介质
闪存在云存储中的一个主要应用是作为高性能存储介质。与传统的硬盘驱动器相比，闪存存储设备（如固态硬盘 SSD）具有更快的读取访问速度、更高的抗震性和更低的功耗。这些优势使得闪存非常适合需要高速、低噪音和高可靠性的云应用场景，如高性能桌面计算机和部分服务器的 RAID 和 SAN 架构。
混合存储阵列
在云存储环境中，闪存常被用于混合存储阵列中。这种阵列将闪存 SSD 和传统硬盘驱动器结合起来，以平衡性能、容量和成本。高性能闪存 SSD 用于存储频繁访问的数据，而低成本硬盘则用于存储不常访问的数据。这种混合方式可以充分利用闪存的高速性能和硬盘的大容量，为云存储提供理想的性价比。
云数据库存储
闪存存储的低延迟和高性能特性使其非常适合云端数据库的事务性工作负载。基于闪存技术的块存储可以为需要快速数据访问的事务数据库提供强大的支持。云存储服务允许开发人员使用块存储设置可扩展和高效的事务数据库。
数据密集型工作负载
随着云存储能够在应用程序附近处理、存储和分析数据，闪存存储的高性能特性使其非常适合于机器学习和物联网等数据密集型工作负载。这些工作负载需要闪存存储提供的高性能，以支持大规模数据处理和分析。
闪存存储技术的发展趋势
容量不断提升
闪存存储技术的发展趋势之一是容量不断提升。早期的闪存芯片容量较小，如 2005 年东芝和闪迪开发出 1GB 的 NAND 闪存芯片。随后容量持续增长，2006 年三星推出 4GB 和 8GB 闪存芯片，2008 年闪迪推出 16GB 和 32GB 存储卡。近年来，闪存存储设备的容量已达到 64GB、128GB 甚至 256GB。
性能持续提高
除了容量的增长，闪存存储技术的另一发展趋势是性能持续提高。与传统硬盘相比，固态硬盘（SSD）由于无需机械运动部件，因此读写速度更快、寿命更长。为平衡性能、容量和成本，混合存储阵列结合了 SSD 和 HDD 技术，利用 SSD 的高性能和 HDD 的低成本优势。
应用范围扩大
闪存存储技术的发展还体现在应用范围不断扩大。除了 SSD 之外，闪存芯片还广泛应用于 U 盘等便携式存储设备，为各种设备提供非易失性存储。总的来说，闪存存储技术正朝着更高性能、更低成本和更广泛应用的方向发展。
市场规模持续增长
伴随技术进步，闪存存储市场规模也在不断扩大。2006 年，闪存存储市场估值超过 200 亿美元，占整个半导体市场 8% 以上。到 2012 年，市场规模已增长至 268 亿美元。目前，三星电子、基亚存储器和西部数据是全球最大的 NAND 闪存存储制造商。
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略谈典型的本地存储模式
典型的本地存储模式包括光纤通道（FC）SAN存储、iSCSI SAN存储、网络附加存储（NAS）以及对象存储。本文将简要介绍不同的本地数据存储技术，并分析客户在满足应用程序和用户数据的存储需求时所创建的工作负载模式。
FC SAN 是一种高性能、高可靠性的存储网络技术。它使用专用的光纤通道网络来连接服务器和存储设备，提供高带宽、低延迟的数据传输。FC SAN 存储通常用于关键任务型工作负载，如数据库、企业资源规划 (ERP) 系统等。
NAS 是一种文件级存储解决方案，通过标准网络协议（如 NFS 或 SMB/CIFS）为多个客户端提供文件共享服务。NAS 存储通常用于文件共享、备份和归档等应用场景。
iSCSI SAN 利用标准的以太网网络来传输数据，成本较低。它通过将 SCSI 命令封装在 TCP/IP 数据包中进行传输，为服务器提供块级存储访问。iSCSI SAN 存储适用于中小型企业和一些性能要求不太苛刻的应用程序。
对象存储是一种无结构的数据存储方式，将数据存储为对象，每个对象都有一个唯一的标识符。对象存储具有高可扩展性、高持久性和低成本等优势，适用于大数据分析、静态内容托管、备份和归档等场景。闪存存储技术在对象存储中得到了广泛应用，提供了高性能和低延迟的数据访问。
云存储服务优化方案中常见的问题
云存储服务优化伴随着云存储服务的广泛推广，逐步受到人们的重视。Amazon S3 云存储服务提供了一种持久安全可扩展的云存储解决方案来备份、存储大量数据，为各种各样的使用案例提供低成本高效的对象存储服务。在接下来的这篇文章中我们会讲述一下对 S3 优化过程中会遇到的常见问题 / 注意事项以及如何解决这些问题。
将大量数据传输到 S3 或从 S3 传输数据可能会产生高昂的网络传输费用。为了优化成本，可以考虑使用 Amazon Snowball 等物理设备进行大规模数据迁移，或者利用 Amazon DataSync 服务加速数据传输。
确保 S3 存储桶的安全性和访问控制是非常重要的。可以使用 S3 存储桶策略、访问控制列表（ACL）和 Amazon Identity and Access Management（IAM）策略来管理对象级和存储桶级的访问权限。
S3 提供了多种存储类别，如标准存储、智能分层存储等。选择合适的存储类别可以优化存储成本，但需要权衡访问模式、数据可用性等因素。可以利用存储生命周期策略自动过渡数据到更经济的存储类别。
监控 S3 使用情况、性能指标和访问日志对于优化和故障排查至关重要。可以利用 Amazon CloudWatch、Amazon CloudTrail 等服务进行监控和日志记录。
对于需要高吞吐量和低延迟的工作负载，可以考虑使用 S3 Transfer Acceleration、Amazon S3 批量操作等功能进行性能优化。闪存存储技术在 S3 中也得到了应用，提供了高性能的数据访问。
如何搭建满足高性能，高吞吐需求的文件共享存储系统
本文针对如何搭建高性能、高吞吐需求的文件共享存储系统，提供了结合 Amazon I3 实例以及开源文件系统 ZFS 的系统架构设计和操作实践。希望通过本文，可以为那些高性能、高吞吐存储需求的业务场景，不仅仅限于 EDA 领域，提供一个不同于云原生的一些存储服务的设计思路，从而在性能和成本上可以实现更多的选择。
I3 实例是 亚马逊云科技推出的一种基于 NVMe SSD 的高 I/O 实例类型，提供了高达 16GB/s 的存储带宽和数百万次 IOPS 的存储性能。这使得 I3 实例非常适合于构建高性能文件共享存储系统。
可以在 I3 实例上部署 ZFS 文件系统，并通过网络文件系统协议（如 NFS 或 SMB）为多个客户端提供文件共享服务。可以使用多个 I3 实例构建高可用性集群，实现负载均衡和故障转移。
ZFS 是一种高级文件系统，具有卓越的数据完整性、快照、压缩和缓存功能。它可以充分利用 I3 实例的高性能闪存存储，提供高吞吐量和低延迟的文件访问。
通过优化 ZFS 配置参数、使用 RAID 技术、缓存策略等方式，可以进一步提高文件系统的性能和吞吐量。同时，还需要注意网络带宽、客户端配置等因素，以确保整体系统性能。
通过结合 Amazon I3 实例和 ZFS 文件系统，可以构建出高性能、高吞吐量的文件共享存储系统，满足各种需求苛刻的工作负载，如电子设计自动化（EDA）、媒体渲染等。同时，这种方案也为其他需要高性能存储的场景提供了一种灵活、经济的选择。
Amazon S3 可扩展云存储如何全方位保护您的数据安全
作为企业的安全团队及 IT 研发、运维团队，应在自上而下的安全策略、基线、操作制定的基础上，积极并持续地评估 Amazon S3 以及其他 Amazon Web Services 服务所提供的各项安全功能，进行自下而上的安全防护措施的设计和落地。本篇博客将为读者总结 Amazon S3 相关的访问控制功能，给出通用最佳实践供读者参考，并尝试在 S3 访问控制的几项主要机制做深入的探讨。
存储桶策略是基于资源的策略，用于控制对特定 S3 存储桶及其中的对象的访问权限。可以在存储桶策略中指定允许或拒绝的亚马逊云科技账户、IP 地址范围等条件。
IAM 策略是基于身份的策略，用于控制亚马逊云科技账户中的用户、组和角色对 S3 资源的访问权限。IAM 策略提供了细粒度的访问控制，并支持条件约束。
Amazon Key Management Service（KMS）可以为存储在 S3 中的数据提供服务器端加密，使用高度安全的密钥管理和数据保护机制。
ACL 提供了对象级和存储桶级的访问控制。但是，亚马逊云科技建议使用 IAM 策略和存储桶策略来控制访问权限，因为它们提供了更精细的控制和集中管理。
CloudTrail 可以记录对 S3 存储桶执行的所有 API 调用，包括调用者、时间、操作等详细信息。这有助于监控和审计对 S3 资源的访问活动。
PrivateLink 允许通过亚马逊云科技网络而不是公共互联网来访问 S3，提高了数据传输的安全性和隐私性。
通过综合利用 Amazon S3 提供的各种安全功能和最佳实践，企业可以全方位地保护存储在 S3 中的数据安全，满足合规性和数据保护要求。同时，闪存存储技术在 S3 中的应用也为数据访问提供了高性能和低延迟的支持。
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第一课：亚马逊云科技简介
本课程帮助您初步了解云平台与本地环境的差异，以及亚马逊云科技平台的基础设施和部分核心服务，包括亚马逊云科技平台上的弹性高可用架构，架构设计准则和本地架构迁移上云的基本知识。
亚马逊云科技技术讲师：李锦鸿第二课：存储与数据库服务
您将在本课程中学习到亚马逊云科技上的三个存储服务分别是什么。我们也将在这个模块中为您介绍亚马逊云科技上的关系型数据库服务 Amazon Relational Database Service (RDS)。
亚马逊云科技资深技术讲师：周一川第三课：安全、身份和访问管理
在这个模块，您将学习到保护您在亚马逊云科技上构建的应用的安全相关知识，责任共担模型以及身份和访问管理服务， Identity and Access Management (IAM) 。同时，通过讲师演示，您将学会如何授权给 EC2 实例，允许其访问 S3 上的资源。
亚马逊云科技技术讲师：马仲凯 -
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