Dell PowerStore Gen 3：近年で最も大胆なエンタープライズストレージの刷新の内幕

ストレージの刷新には、大きく分けて2種類あります。1つは、ベンダーが新しいCPUを搭載し、パフォーマンスが数パーセント向上したと謳い、同じ筐体に異なるラベルを貼って出荷する、静かなアップグレードです。もう1つは、筐体、ドライブ、インターコネクト、キャッシュアーキテクチャ、管理プレーンがすべて同時に刷新される、世代交代型のリセットです。発売当初はPowerStore Eliteというブランド名だったDell PowerStore Gen 3は、後者のタイプであり、その差は歴然としています。プラットフォームの主要なサブシステムはすべて変更されており、そのほとんどが、2026年の統合アレイのあり方を根本的に再定義するような変更となっています。

私たちはPowerStoreの登場当初から注目してきました。私たちの見解では、これは2020年の初代発売以来最も重要なリリースであり、おそらく主要ベンダーが近年出荷したストレージプラットフォームの中で最も積極的な刷新と言えるでしょう。Dellは単に第2世代を改良しただけではありません。シャーシからプラットフォームを再構築し、業界のほとんどがまだ採用していないフォームファクターやアーキテクチャ上の選択に賭け、コントローラーの複数回のアップグレードで10年間のサービス寿命を実現するように設計しました。これらの新モデルを詳しく知るため、Dellは私たちをマサチューセッツ州ホプキントンに招待してくれました。

ストレージ密度の高さは、新しいDell PowerStoreの重要なセールスポイントであり、Dellはその点でも期待を裏切りません。このプラットフォームは、3Uシャーシに最大40台のE3.S NVMeドライブを搭載可能で、E3.Lドライブのサポートも予定されています。また、キャッシュSSD用にスロットを予約するのではなく、すべてのベイをデータ用にユーザーがアクセスできるようにしています。さらに、Dellは基盤となるハードウェアプラットフォームを大幅に近代化し、次世代Intelプロセッサ、DDR5メモリ、エンドツーエンドのPCIe Gen5接続、そして従来のDell独自のSLICキャリア設計に代わるOCP 3.0モジュールを採用しています。

コントローラ間の接続は現在最大200GbE RDMAまで拡張可能で、将来のI/Oカードのアップグレードによりさらに高速化が期待できます。ソフトウェア面では、PowerStoreOS 5.0では、新しい自律型データパスインテリジェンスとログ構造化メタデータが導入され、大容量QLCフラッシュのパフォーマンスと耐久性を最適化します。また、将来のインラインランサムウェア検出の基盤となるI/Oレベルのテレメトリや、ブロックサービスとファイルサービス間の動的なリソース共有も実現しています。すべてのPowerStoreアプライアンスは、購入後すぐに使用できる状態で統合されており、ファイルおよびブロックのスケールアウトと、クラスタ間での中断のないデータモビリティに対するサポートが強化されています。

デルはまた、非整合重複排除と強化された圧縮オフロード機能を追加しており、これが同社がデータ削減保証を従来世代の5:1から新プラットフォームでは6:1に引き上げる決定を下した主な要因となっている。

しかし、ハードウェアの変更やソフトウェアのアップデートだけでは、すべてを語ることはできません。その下でデルが行ったアーキテクチャ上の決定は、プラットフォームが今後10年間通用するか、数年後には時代遅れになるかを左右するため、非常に重要です。E3.S/Lドライブへの移行、大型シャーシ、ソフトウェア定義パーシステントメモリへの移行、ケーブルレスのミッドプレーンインターコネクト、そしてノード間ファブリックとCPU世代の分離といった決定はすべて、将来を見据えたものであり、横方向の判断ではありません。これらの決定が一体となって、第3世代シャーシを、デルがライフサイクル延長で提唱する複数世代にわたるアップグレードの確かな基盤たらしめているのです。

このファミリーには、新たに3つのアプライアンスモデルが加わりました。PowerStore 1500は、発売時点で24個のドライブベイと100 GbE RDMAノード間ファブリックを備えたシングルソケットプラットフォームです。5500と9500は、同じ3Uシャーシ上のデュアルソケットで、40個のドライブベイと200 GbE RDMAノード間接続を備えています。9500は、5500の2倍のメモリとより多くのコア数を提供します。将来のコントローラ交換アップグレードにより、1500は40個のドライブと200GbE RDMAに拡張可能になります。3機種すべてで同じPowerStoreOS 5.0イメージが動作し、同じOCP 3.0 I/Oアーキテクチャを共有し、同じモデルでTLCまたはQLCメディアをサポートし、QLCに切り替えてもパフォーマンスが低下しません。これにより、異なるユースケースやパフォーマンス要件に応じて、別々のモデルティアを選択する必要がなくなります。

第2世代プラットフォームは引き続き利用可能であり、既存のPowerStoreのお客様はインテリジェントなクラスタリングによって明確な将来展望を得ることができます。第1世代、第2世代、第3世代のアプライアンスは、ワークロードの移行を中断することなく単一のクラスタ内で共存できるため、数年ごとにプラットフォームを切り替えたくない既存顧客にとって最適なソリューションとなります。

Dell PowerStore Gen3の仕様

第3世代の3つのモデルはすべて、3Uデュアルノードシャーシ、同一のOCP 3.0 I/Oアーキテクチャ、およびスケールアウトブロック/ファイルストレージをすぐにサポートする統一されたPowerStoreOSを共有しています。違いは、CPUソケット数、DRAM容量、ドライブ数、およびノー​​ド間帯域幅です。

製品仕様	パワーストア1500	パワーストア5500	パワーストア9500
概要
ポジショニング	ミッド	ミドル／ハイエンド	フラッグシップハイエンド
シャーシ	3U、デュアルノード
コンピューティングとメモリ
CPUプラットフォーム	インテル シングルソケット	インテルデュアルソケット	インテルデュアルソケット
アプライアンスあたりのCPU数	2×24コア@1.9GHz	4×24コア@1.8GHz	4×32コア@2.2GHz
アプライアンスごとのメモリ	512 GB (16 × 32 GB)	1,024 GB (32 × 32 GB)	2,048 GB (64 × 32 GB)
Storage
ベースアプライアンスあたりのドライブ数	最大24 EDSFF	最大40 EDSFF	最大40 EDSFF
拡張パックごとのドライブ数（RTS後）	44 EDSFF
ドライブサポート	TLC：3.84 / 7.68 / 15.36TB・QLC：30.72TB
最小ドライブ構成	TLC 6× 3.84 TB · QLC 7× 30.72 TB	TLC 6× 3.84 TB · QLC 11× 30.72 TB	TLC 6× 3.84 TB · QLC 11× 30.72 TB
最大生容量（ベース）	約737TB（24×30.72TB）	約1.2PB（40×30.72TB）	約1.2PB（40×30.72TB）
入出力とネットワーク
ノードあたりOCP 3.0ラインカード	3（+1予約）	5（+1予約）	5（+1予約）
ノード間相互接続	100 GbE RDMA	200 GbE RDMA	200 GbE RDMA

Dell PowerStore Gen 2 vs. Gen 3

第3世代PowerStoreアプライアンスの主要なハードウェアサブシステムはすべて、少なくとも1世代進化しています。容量計画において最も重要な変更点は、3Uシャーシ、E3.Sドライブベイ、そしてノード間ファブリックにおける2×10GbEから最大200GbEへの拡張です。

5500と9500の基本3Uシャーシには40個のドライブスロットがあります。1500は24個のベイが実装済みで出荷され、将来のデータインプレースアップグレードによりさらに16個のベイが解放されます。これは、ラックユニットあたり13.3個のドライブに相当し、第2世代の10.5個から増加、つまり基本アプライアンスでは1RUあたり約40%ドライブが増え、RTS後の44ドライブ拡張シェルフでは密度が83%向上しています。ドライブ自体は、複数のベンダーの標準的なE3.S 1T NVMe SSDで、独自のキャリアは使用されていないため、サプライチェーンの制約や単一ソースへの依存のリスクが軽減されます。容量はTLCで3.84TB、7.68TB、15.36TB、QLCで30.72TBとなっており、3つのモデル（1500、5500、9500）すべてで同じオプションがサポートされ、メディアの種類によるパフォーマンスのトレードオフはありません。

TLC と QLC の選択は、パフォーマンス ティアではなく、$/GB と密度によって決まります。最小ドライブ構成はモデルによって若干異なります。TLC は全ラインナップで 6× 3.84 TB から始まり、QLC は 1500 で 7× 30.72 TB、5500 と 9500 で 11× 30.72 TB から始まります。すべてのドライブは SED または FIPS 検証済みで、プラットフォームは +1 および +2 データ回復エンジン (DRE) 構成をサポートします。熱も改善され、Dell は、EDSFF エアフロー ジオメトリのおかげで、同等の 2.5 インチ展開よりも冷却要件が約 50% 低いと述べています。また、キャッシュは Gen 2 のようにフロント ベイを消費する NVRAM ドライブではなく、ソフトウェア定義永続メモリによって処理されるようになったため、40 個のベイすべてがデータ用にユーザーがアドレス指定できます。

	PowerStore Gen 2	PowerStore Elite（第3世代）
シャーシ＆プラットフォーム
ベースシャーシ	2U、2ノード	3U、2ノード
I/Oバス	PCIe Gen3	PCIe Gen5
メモリ	DDR4	DDR5
Storage
ドライブフォームファクター	最大25台の2.5インチU.2 NVMe（デュアルポート）	最大40台のE3.S/L 1T NVMe（デュアルポート）
拡張棚	最大24台の2.5インチU.2 NVMe	最大44台のE3.S/L NVMe（RTS後）
キャッシュ戦略	U.2 NVRAMドライブ	ローカルフラッシュメモリへのキャッシュ（SDPM）
入出力とネットワーク
I/O スロット	3× SLIC / OCP 2.0 (PCIe Gen 3 x16)	最大5×OCP 3.0（PCIe Gen 4/5 x16）
ノード間接続	2×10GbE、RDMA	最大 200 GbE、RDMA (400 GbE 対応)
管理と電力
帯域外管理（BMC）	EMCジェム	iDRAC（ストレージ版）
出力	EMC BBU / カスタム電源ユニット	PowerEdge BBU / PSU

PowerStore Gen 3 ハードウェアプラットフォームの内部

新型3U PowerStore Gen 3ユニットの前面を旧型のGen 2と比較すると、アップデートされたデザインは、以前レビューした第17世代PowerEdgeサーバーと同じ外観と質感を備えている。Dellの新しいグレーカラーを採用し、同社の現行エンタープライズハードウェア製品群全体に共通する視覚的な特徴となっているハニカムベゼルがマッチしている。

コンピューティングとメモリ

演算処理に関しては、Intel製CPUがシステムを駆動し、CPUあたりのTDPは165Wから270W、9500ではCPUあたり最大32コアとなっています。Dellは、ノードあたりのコア数が最大50%増加すると述べています。メモリは全体的にDDR5に移行し、9500はアプライアンスあたり2TB（32GB DIMM×64）、5500は1TB、1500は512GBを搭載しています。DellのDDR5への移行はメモリのスループットも大幅に向上させ、以前のDDR4世代よりも2倍高い帯域幅を提供します。

内部ファブリックはPCIe Gen 5にアップグレードされ、Gen 2 PowerStoreで使用されていたGen 3ファブリックのレーンあたりの帯域幅の4倍になりました。ソケット構成がラインナップ全体の主な違いです。1500はシングルソケット、5500と9500はデュアルソケットで、すべて同じシャーシと同一のPowerStore OSソフトウェアイメージを使用し、コア数とメモリ容量によって最適な構成を選択できます。

シャーシ冷却

下の写真にある 9500 の冷却は、印象的な設計です。1 つのコントローラ上の 2 つの CPU クーラーはヒートパイプで接続され、幅広の連結フィン スタックに拡張されています。これは、デュアル ソケット コントローラが放熱しなければならない熱量を考えると賢明な設計です。冷却には、以前の設計上の選択である 3U シャーシが役立ちます。各コントローラは 1.5U の高さになり、1U トレイよりも空気の流れ経路が長くなります。これにより、各モデルはプラットフォームの寿命全体にわたって十分な冷却ヘッドルームを確保できます。1500 はより伝統的な外観の CPU クーラーを使用していますが、5500 および 9500 モデルのすべてのエアフローの利点を維持しています。どのモデルでも、ファミリー全体の冷却はコントローラごとに 6 つのファンによって行われ、ユニット全体では合計 12 個のファンがドライブとユニットの残りの部分を熱的制約内に収めます。

ネットワークとストレージ

以前の世代と比較して、新しいモデルは、ファミリー全体で OCP 3.0 スロットをベースとしたモジュール式の標準化された I/O プレーンに移行し、5500 および 9500 ではノードあたり最大 5 つのスロット (拡張用に +1 が予約済み)、1500 ではノードあたり 3 つのスロット (+1 が予約済み) を備えています。モジュールはツールレスのホットスワップに対応しており、第 2 世代で使用されていた独自の SLIC キャリアに取って代わります。同様に重要な点として、新しいモデルでは I/O ファブリックが PCIe Gen 5 に移行し、各カードで使用可能なレーンごとの帯域幅が大幅に増加し、ネットワークの上限が劇的に引き上げられます。発売時のカードオプションには、4× 32/64 Gb FC、4× 1/10 GbE、4× 10/25 GbE、および 2× 100 GbE があり、200/400 GbE Ethernet および 128 Gb FC は将来の I/O カードリリースとしてリストされています。デルはネットワークセキュリティも強化しており、今後リリースされるソフトウェアアップデートにより、すべてのファイバーチャネルカードがEDIF（Encrypted Data-in-Flight：転送中の暗号化データ）をサポートする予定です。その結果、アプライアンスあたり最大40個のネットワークポートが利用可能となり、これは前世代の2倍、第2世代コントローラ構成と比較してポート密度が約11%向上したことを意味します。

コントローラーの配置も見直されました。第2世代では、上部のコントローラーが下部のコントローラーに対して上下逆になっていたため、メンテナンスが困難で、ホットスワップ中に間違ったコントローラーを取り外したり、間違ったコンポーネントをつかんだりするリスクが高まっていました。第3世代では、両方のコントローラーが同じ向きに配置され、シャーシ側面の2つのハンドルとレバーを使用してどちらのコントローラーも取り外すことができ、1.5Uトレイとして1つずつスライドして取り出すことができます。この変更は仕様上は小さなものですが、特に上部からのアクセスが制限されているラックや、技術者がプレッシャーの中で作業しているような状況では、メンテナンス性の向上に大きく貢献します。

PCIe シグナリングは、現行世代の PowerEdge サーバーの設計要素を取り入れた新しい PowerStore Elite で重要な役割を果たしています。Dell が PowerEdge R770 や PowerEdge R7725 などのプラットフォームで Gen5 E3.S サポートの提供を開始したとき、ドライブ バックプレーンでの PCIe スイッチの使用を中止することが決定されました。24 ドライブ バックプレーンを備えた PowerEdge R760 などの旧モデルでは、すべてのドライブ レーンを有効にするために PCIe スイッチを使用していましたが、これにより複雑さとコストが増加し、ドライブ パフォーマンスが低下しました。E3.S を使用するモデルでは、最大 16 台の SSD の構成ではドライブごとに 4 台の PCIe レーンが割り当てられ、最大 40 台のベイの構成ではドライブごとに 2 台の PCIe レーンが割り当てられていました。Dell は、新しい PowerStore Gen 3 モデルにも同じ考え方を適用し、各コントローラは、デュアル ポートの E3.S SSD と通信するために 2 台の PCIe レーンのみを使用します。残りのPCIe Gen5レーンは、ノード間通信および背面I/O接続に使用されます。シャーシ内部のほぼすべてのPCIeレーンが活用され、CPUチップセットから分岐する残りのPCIe Gen4レーンも、高帯域幅を必要としないOCPスロットに供給されます。

ノード間相互接続

ノード間ファブリックは、第2世代からの大きな進化の1つです。5500と9500はコントローラ間で最大200GbE RDMAを実行します（1500は100GbE RDMAを使用）。これは、第2世代の2×10GbEと比較して大幅な進化です。リンクはケーブル不要で、書き込み取り込み専用のミッドプレーン経由のポイントツーポイント接続です。下の図は、9500に搭載されている200GbE内部インターコネクトモジュールの1つです。

重要な点として、新しい相互接続層はCPUに依存せず、プロセッサの世代やベンダーから切り離されているため、ドライブに影響を与えたり、ファブリックを再設計したりすることなく、ユニットのライフサイクル全体にわたって将来のCPUプラットフォームへのアップグレードに対応できるシャーシとなっています。

キャッシュと永続メモリ

PowerStore Gen 2 は、書き込みキャッシュの永続化に前面の U.2 NVRAM ドライブを使用するため、ストレージ容量が 4 スロット減少します。Gen 3 では、代わりにソフトウェア定義永続メモリ (SDPM) が導入されます。標準の DDR5 DRAM は ACPI 準拠の NVDIMM-N として OS に提​​示され、電源喪失時には、BIOS SMI ハンドラが揮発性状態を M.2 SSD ドライブにデステージし、ホールドアップ バッテリー サブシステムによってバックアップされます。各 PowerStore Gen 3 アレイは、十分なリチウムバックアップ電源を提供します。5500 および 9500 モデルでは、各コントローラに 2 つの 54Wh バッテリー (シャーシあたり合計 216Wh) が搭載され、1500 モデルではコントローラごとに 1 つのバッテリー (シャーシあたり合計 108Wh) が搭載されています。

下図は、PowerStore 9500コントローラと、M.2ブートドライブ、および停電時にシステムの状態をディスクに書き込むのに十分な時間、システムに電力を供給し続ける2つのバッテリーパックを示しています。

PowerStore 1500では、ソケットが1つと、それに合わせたバッテリーパックが1つ搭載されていることがわかります。SDPMアーキテクチャは同じですが、小型のコントローラに合わせて適切なサイズに調整されています。

権力と管理

電源と管理は、Dellの標準サーバーコンポーネントにプラットフォーム変更されました。BMCは従来のEMC GEMコントローラからストレージ向けに最適化されたiDRACに移行し、PowerStoreは保守性の面でDellの他のサーバー製品群と整合性が取れるようになりました。電源ユニットとバッテリーバックアップユニットは、カスタムEMCハードウェアではなく標準のPowerEdge部品となり、サポート業務の改善、ダウンタイムの削減、供給範囲の拡大が期待されます。ホールドアップ電源サブシステムは、CPU、DIMM、ドライブ、ファン、およびiDRAC自体をカバーし、停電時に揮発性状態をディスクにデステージするのに十分な時間、これらの機器に電力を供給し続けます。

PowerStore Gen 3のパフォーマンス

Dellは、第3世代と第2世代を比較した暫定的な数値を公開しました。これらは方向性を示すものですが、最新のIntel x86、DDR5、PCIe Gen 5、およびコントローラ間の200GbE RDMAファブリックへの移行を考慮すると、ハードウェアのアップグレードが示唆するものと一致しています。前世代と比較して、Dellは8K混合ワークロードで最大3倍のIOPS、1MBシーケンシャル読み取りで最大3倍のスループット、1MBシーケンシャル書き込みで最大3倍のスループットを目指しており、読み取りと書き込みの両方でレイテンシが大幅に改善されています。独立した比較については、 Principled Technologiesは、9500を同等のオールNVMe競合製品と比較した。 （レポートでは名前は伏せられている）Vdbenchを使用して、エンタープライズOLTP（分析機能付き）ワークロードにおいて、9500は834,558 IOPSを達成し、競合製品の357,427 IOPSと比較して2.33倍の優位性を示した。

レイテンシの状況も同様です。混合スモールブロックデータベースワークロードで310,000 IOPSを目標とした場合、9500は0.44msを維持したのに対し、競合製品は1.22msとなり、約64%の削減となりました。

データ効率は比較の締めくくりであり、NANDフラッシュメモリの価格上昇に伴い最も重要な要素となる。8KBの重複排除ユニットで2:1の圧縮と2.5:1の重複排除を行うデータセットにおいて、9500は全体で6.6:1の削減率を達成した。競合製品は同じデータで2.76:1にとどまった。

結論

PowerStore Gen 3は、2020年のプラットフォーム登場以来、最も重要なリリースであり、エンタープライズストレージアレイ市場全体に対応を迫る世代交代と言えるでしょう。デルはシャーシを再構築し、ドライブのフォームファクタ、キャッシュアーキテクチャ、ノード間ファブリック、I/Oプレーン、管理スタックを一度に一新しました。これらの選択はすべて将来を見据えたものであり、だからこそ10年間のライフサイクル延長という構想は、単なる理想論ではなく、現実味を帯びたものとなっているのです。

設計上のメリットは容易に列挙できます。3U筐体に40個のE3.Sベイを搭載し、キャッシュにスロットを割く必要がありません。CPUに依存しない200GbE RDMAミッドプレーンは、次世代のシリコンにも対応可能です。NVRAMドライブの代わりにSDPMを採用することで、フロントベイをデータ用に解放し、単一の永続メモリ技術への依存を解消しました。従来のEMC製部品の代わりにiDRAC、PowerEdge製電源ユニット、Dell製バッテリーバックアップユニットを採用することで、PowerStoreはDellエンタープライズ製品群と同様の保守性とサプライチェーンの恩恵を受けることができます。また、デフォルトで統一されたアプローチと、単一モデルでTLCまたはQLCメディアをパフォーマンスを損なうことなくサポートできる機能により、同じスタックで多様なワークロードを処理する必要のあるプラットフォームにとって重要な、購入決定の簡素化を実現しています。

ラボでこのプラットフォームをさらに詳しく検証し、第3世代ハードウェアがPowerStoreOS 5.0のソフトウェア機能とどのように連携するのかを見極めることを楽しみにしています。自律的なデータパス処理、大容量QLC向けのログ構造メタデータ、I/Oレベルのテレメトリ、動的なブロックおよびファイルリソース共有といった機能は、これだけの余裕のあるシャーシ上で、時間とともに相乗効果を発揮するものです。ハードウェアとソフトウェアが共に進化していくこの組み合わせこそが、今回のリリースに「Elite」という名にふさわしい理由です。

PowerStore製品ページ

このレポートは、Dell Technologies の提供により提供されています。このレポートで表明されているすべての見解や意見は、検討中の製品に対する当社の公平な見解に基づいています。