Dell PowerStore Gen 3: Een kijkje in de meest ingrijpende vernieuwing van bedrijfsopslag in jaren.

Opslagvernieuwingen komen doorgaans in twee varianten voor. Er is de stille upgrade, waarbij een fabrikant een nieuwe CPU introduceert, een paar procentpunten prestatieverbetering claimt en dezelfde behuizing met een ander label levert. En dan is er de generatiewissel, waarbij de behuizing, schijven, interconnect, cache-architectuur en beheerlaag allemaal tegelijk worden vervangen. Dell PowerStore Gen 3, bij de lancering PowerStore Elite genoemd, is de tweede variant, en die is niet eens te vergelijken. Elk belangrijk subsysteem in het platform is veranderd, en de meeste veranderingen hebben de definitie van een uniforme opslagarray in 2026 wezenlijk herzien.

We volgen PowerStore al vanaf het begin. Naar onze mening is dit de meest ingrijpende release sinds de oorspronkelijke lancering in 2020, en wellicht de meest ingrijpende herziening van het opslagplatform die een grote leverancier in jaren heeft doorgevoerd. Dell heeft niet zomaar een doorontwikkeling gedaan van de tweede generatie. Ze hebben het platform van de grond af opnieuw opgebouwd, gewaagd met vormfactoren en architectonische keuzes waar de meeste andere bedrijven in de branche zich nog niet aan hebben gecommitteerd, en het resultaat ontworpen voor een levensduur van tien jaar met meerdere in-place controller-upgrades. Om deze nieuwe modellen te bekijken, nodigde Dell ons uit in Hopkinton, Massachusetts.

Opslagdichtheid is een belangrijk verkoopargument van de nieuwe Dell PowerStore, en Dell stelt op dat vlak niet teleur. Het platform ondersteunt tot 40 E3.S NVMe-schijven in een 3U-chassis, met geplande ondersteuning voor E3.L-schijven, terwijl elke bay door de gebruiker kan worden geadresseerd voor data in plaats van dat er slots zijn gereserveerd voor cache-SSD's. Dell heeft ook het onderliggende hardwareplatform aanzienlijk gemoderniseerd, met de overstap naar de volgende generatie Intel-processoren, DDR5-geheugen, end-to-end PCIe Gen5-connectiviteit en OCP 3.0-modules die het oudere, Dell-specifieke SLIC-carrierontwerp vervangen.

De connectiviteit tussen controllers schaalt momenteel op tot 200GbE RDMA, met de mogelijkheid tot nog hogere snelheden via een toekomstige upgrade van de I/O-kaart. Aan de softwarekant introduceert PowerStoreOS 5.0 nieuwe autonome datapadintelligentie en loggestructureerde metadata om de prestaties en duurzaamheid van QLC-flashgeheugen met hoge capaciteit te optimaliseren, telemetrie op I/O-niveau om de basis te leggen voor toekomstige inline ransomware-detectie, en dynamische resource-sharing tussen blok- en bestandsservices. Alle PowerStore-apparaten zijn nu standaard uniform, wat zorgt voor verbeterde ondersteuning voor het opschalen van bestanden en blokken en voor niet-verstorende datamobiliteit tussen clusters.

Dell heeft ook niet-uitgelijnde deduplicatie en verbeterde compressie-offloads toegevoegd, een belangrijke factor in de beslissing van het bedrijf om de datareductiegarantie te verhogen van 5:1 in eerdere generaties naar 6:1 met het nieuwe platform.

De hardwarewijzigingen en software-updates vertellen echter niet het hele verhaal. De architectonische beslissingen die Dell daaronder heeft genomen, zijn cruciaal, omdat ze bepalen of het platform de komende tien jaar meegaat of over een paar jaar alweer verouderd is. De overstap naar E3.S/L-schijven, de grotere behuizing, de implementatie van Software-Defined Persistent Memory, de draadloze interconnectie in het middenvlak en de ontkoppeling van de inter-node-architectuur van de CPU-generatie zijn allemaal toekomstgerichte beslissingen. Samen vormen ze de basis voor de Gen 3-behuizing, die een geloofwaardige basis vormt voor het verhaal van de meergeneratie-upgrades die Dell vertelt met Lifecycle Extension.

Er zijn drie nieuwe appliance-modellen in de familie. De PowerStore 1500 is het single-socket platform met 24 schijfposities bij de lancering en een 100 GbE RDMA-internode fabric. De 5500 en 9500 zijn dual-socket modellen op hetzelfde 3U-chassis, met 40 schijfposities en 200 GbE RDMA-internode connectiviteit; de 9500 biedt twee keer zoveel geheugen en een hoger aantal cores dan de 5500. Een toekomstige upgrade met controllervervanging maakt het mogelijk om de 1500 uit te breiden naar 40 schijven en 200 GbE RDMA. Alle drie de modellen draaien dezelfde PowerStoreOS 5.0-image, delen dezelfde OCP 3.0 I/O-architectuur en ondersteunen TLC- of QLC-media in hetzelfde model, zonder prestatieverlies bij overschakeling naar QLC. Dit elimineert de noodzaak om te kiezen tussen verschillende modelniveaus voor verschillende gebruiksscenario's of prestatie-eisen.

De Gen 2-platformen blijven beschikbaar en bestaande PowerStore-klanten hebben een duidelijke toekomstvisie met intelligente clustering. Apparaten van Gen 1, Gen 2 en Gen 3 kunnen naast elkaar bestaan ​​in één cluster met ononderbroken workloadmobiliteit, wat de juiste oplossing is voor een klantenbestand dat niet om de paar jaar van platform wil wisselen.

Specificaties van Dell PowerStore Gen3

Alle drie de Gen 3-modellen delen een 3U dual-node chassis, dezelfde OCP 3.0 I/O-architectuur en een uniform PowerStoreOS dat direct schaalbare blok- of bestandsopslag ondersteunt. Ze verschillen in het aantal CPU-sockets, DRAM-capaciteit, het aantal schijven en de bandbreedte tussen de nodes.

Specificaties	PowerStore 1500	PowerStore 5500	PowerStore 9500
Overzicht
Positionering	Midden	Midden-/hoog segment	Vlaggenschip topklasse
Chassis	3U, dual-node
Rekenkracht en geheugen
CPU-platform	Intel single-socket	Intel dual-socket	Intel dual-socket
CPU per apparaat	2 × 24-cores @ 1.9 GHz	4 × 24-cores @ 1.8 GHz	4 × 32-cores @ 2.2 GHz
Geheugen per apparaat	512 GB (16 × 32 GB)	1,024 GB (32 × 32 GB)	2,048 GB (64 × 32 GB)
Opslag
Aandrijvingen per basisapparaat	Tot 24 EDSFF	Tot 40 EDSFF	Tot 40 EDSFF
Drives per uitbreiding (na RTS)	44 EDSFF
Drive-ondersteuning	TLC: 3.84 / 7.68 / 15.36 TB · QLC: 30.72 TB
Minimale schijfconfiguratie	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
Maximale ruwe capaciteit (basis)	~737 TB (24 × 30.72 TB)	~1.2 PB (40 × 30.72 TB)	~1.2 PB (40 × 30.72 TB)
I/O & Netwerken
OCP 3.0 lijnkaarten per node	3 (+1 gereserveerd)	5 (+1 gereserveerd)	5 (+1 gereserveerd)
Interconnectie tussen knooppunten	100 GbE RDMA	200 GbE RDMA	200 GbE RDMA

Dell PowerStore Gen 2 versus Gen 3

Elk belangrijk hardware-subsysteem in de PowerStore-apparaten van de derde generatie is met minstens één generatie verbeterd. De meest ingrijpende veranderingen voor de capaciteitsplanning zijn het 3U-chassis, de E3.S-schijfcompartimenten en de sprong van 2 × 10 GbE naar maximaal 200 GbE op het inter-node-fabric.

Het standaard 3U-chassis heeft 40 schijfslots op de 5500 en 9500. De 1500 wordt geleverd met 24 gevulde bays en nog eens 16 bays die via een toekomstige Data-In-Place-upgrade kunnen worden ontgrendeld. Dat komt neer op 13.3 schijven per rackunit, een stijging ten opzichte van 10.5 bij de Gen 2, oftewel ongeveer 40% meer schijven per RU in het basismodel en een 83% hogere dichtheid op het uitbreidingsplateau met 44 schijven na de RTS-update. De schijven zelf zijn standaard E3.S 1TB NVMe SSD's van verschillende leveranciers, zonder eigen drager, wat de afhankelijkheid van toeleveringsketens of één enkele leverancier vermindert. De capaciteiten bedragen 3.84 TB, 7.68 TB en 15.36 TB in TLC, plus 30.72 TB in QLC, en dezelfde opties worden ondersteund door alle drie de modellen (1500, 5500 en 9500) zonder prestatieverlies tussen de verschillende mediatypen.

De keuze tussen TLC en QLC komt neer op de prijs per GB en de dichtheid, in plaats van op de prestatieklasse. De minimale schijfconfiguraties variëren enigszins per model: TLC begint bij 6 x 3.84 TB voor het hele assortiment, terwijl QLC begint bij 7 x 30.72 TB voor de 1500 en 11 x 30.72 TB voor de 5500 en 9500. Alle schijven zijn SED- of FIPS-gecertificeerd en het platform ondersteunt +1 en +2 Data Resiliency Engine (DRE)-configuraties. Ook de thermische prestaties zijn verbeterd; Dell geeft aan dat de koelingsbehoefte ongeveer 50% lager is dan bij een vergelijkbare 2.5-inch implementatie, mede dankzij de EDSFF-luchtstroomgeometrie. Alle 40 bays zijn bovendien door de gebruiker adresseerbaar voor data, aangezien de cache nu wordt beheerd via Software-Defined Persistent Memory in plaats van NVRAM-schijven die de voorste bays in beslag nemen, zoals bij de tweede generatie.

	PowerStore Gen 2	PowerStore Elite (Generatie 3)
Chassis en platform
Basischassis	2U, 2-knoops	3U, 2-knoops
I/O-bus	PCIe Gen3	PCIe Gen5
Geheugen	DDR4	DDR5
Opslag
Vormfactor van de schijf	Tot 25 × 2.5″ U.2 NVMe (dubbele poort)	Tot 40× E3.S/L 1T NVMe (dual-ported)
Uitbreidingsplank	Tot 24 × 2.5″ U.2 NVMe-kaarten	Tot 44× E3.S/L NVMe (na RTS)
Cachestrategie	U.2 NVRAM-drives	Cache naar lokaal flashgeheugen (SDPM)
I/O & Netwerken
I/O-sleuven	3× SLIC / OCP 2.0 (PCIe Gen 3 x16)	Tot 5× OCP 3.0 (PCIe Gen 4/5 x16)
Verbinding tussen knooppunten	2× 10 GbE, RDMA	Tot 200 GbE, RDMA (400 GbE gereed)
Management & Power
Out-of-band management (BMC)	EMC GEM	iDRAC (opslagversie)
Power	EMC BBU's / aangepaste voedingen	PowerEdge BBU / Voedingen

Een kijkje in het hardwareplatform van de PowerStore Gen 3

Als we de voorkant van de nieuwe 3U PowerStore Gen 3-unit vergelijken met de vorige Gen 2, zien we dat het vernieuwde ontwerp dezelfde uitstraling heeft als de 17e generatie PowerEdge-servers die we eerder hebben getest. De unit is verkrijgbaar in Dell's nieuwe grijze kleurstelling met de bijpassende honingraatrand, die een kenmerkend visueel element is geworden van Dell's huidige assortiment zakelijke hardware.

Rekenkracht en geheugen

Wat de rekenkracht betreft, wordt het systeem aangedreven door Intel CPU's, met een TDP per CPU variërend van 165W tot 270W en tot 32 cores per CPU in de 9500. Dell claimt tot 50% meer cores per node. Het geheugen is volledig overgestapt op DDR5, waarbij de 9500 wordt geleverd met 2 TB per apparaat (64 × 32 GB DIMM's), de 5500 met 1 TB en de 1500 met 512 GB. De overstap van Dell naar DDR5 verhoogt ook de geheugendoorvoer aanzienlijk, met een tweemaal hogere bandbreedte dan eerdere DDR4-generaties.

De interne infrastructuur maakt een sprong naar PCIe Gen 5, met vier keer de bandbreedte per lane van de Gen 3-infrastructuur die in Gen 2 PowerStore werd gebruikt. De socketconfiguratie is het belangrijkste onderscheidende kenmerk binnen de productlijn: de 1500 is een single-socket model, terwijl de 5500 en 9500 dual-socket modellen zijn. Alle modellen draaien op dezelfde behuizing en dezelfde PowerStore OS-software, waarbij het aantal cores en het geheugen de belangrijkste factoren zijn voor de optimale configuratie.

Chassiskoeling

De koeling van de 9500, zoals hieronder afgebeeld, is indrukwekkend. De twee CPU-koelers op één controller zijn met elkaar verbonden via heatpipes en lopen door in een brede, aaneengesloten koelribbenstructuur. Dit is een slimme zet, gezien de grote hoeveelheid warmte die een dual-socket controller moet afvoeren. Een eerdere ontwerpkeuze speelt ook een rol bij de koeling: de 3U-behuizing. Elke controller is nu 1.5U hoog, waardoor de lucht een langere weg heeft om doorheen te stromen dan in een 1U-behuizing. Dit geeft elk model voldoende koelcapaciteit gedurende de levensduur van het platform. De 1500 gebruikt een meer traditioneel ogende CPU-koeler, maar behoudt alle voordelen van de luchtstroom van de 5500- en 9500-modellen. Ongeacht het model wordt de koeling binnen de hele familie verzorgd door zes ventilatoren per controller, wat neerkomt op een totaal van 12 ventilatoren die de schijven en de rest van de unit binnen hun thermische limieten houden.

Netwerken en opslag

Vergeleken met eerdere generaties maken de nieuwe modellen gebruik van een modulair, gestandaardiseerd I/O-vlak dat is gebouwd op OCP 3.0-slots voor de hele productfamilie, met maximaal 5 slots per node op de 5500 en 9500 (+1 gereserveerd voor uitbreiding) en 3 per node op de 1500 (+1 gereserveerd). De modules zijn zonder gereedschap hot-swap te vervangen en vervangen de eigen SLIC-carrier die in Gen 2 werd gebruikt. Minstens zo belangrijk is dat de I/O-fabric op de nieuwere modellen overstapt naar PCIe Gen 5, waardoor de beschikbare bandbreedte per lane voor elke kaart aanzienlijk toeneemt en de netwerkcapaciteit drastisch wordt verhoogd. Bij de lancering zijn er kaartopties beschikbaar met 4× 32/64 Gb FC, 4× 1/10 GbE, 4× 10/25 GbE en 2× 100 GbE, terwijl 200/400 GbE Ethernet en 128 Gb FC als toekomstige I/O-kaartreleases worden vermeld. Dell versterkt ook de netwerkbeveiliging, aangezien alle Fibre Channel-kaarten EDIF (Encrypted Data-in-Flight) zullen ondersteunen via een aanstaande, niet-verstorende software-update. Het nettoresultaat is tot 40 netwerkpoorten per apparaat, het dubbele van de vorige generatie en ongeveer 11% meer poortdichtheid dan de Gen 2-controllerindeling.

Ook de lay-out van de controllers is herzien. Bij de tweede generatie was de bovenste controller omgekeerd ten opzichte van de onderste, wat onderhoud lastig maakte en het risico vergrootte dat de verkeerde controller werd verwijderd of het verkeerde onderdeel werd vastgepakt tijdens een hot-swap. Bij de derde generatie zijn beide controllers in dezelfde richting georiënteerd en kan elke controller worden losgemaakt met behulp van de twee handgrepen en hendels aan de zijkanten van de behuizing, waarna ze als één enkele 1.5U-lade naar buiten schuiven. De verandering lijkt klein op papier, maar is significant voor het onderhoudsgemak, met name in racks waar de toegang van bovenaf beperkt is of waar een technicus onder druk werkt.

PCIe-signalering speelt een belangrijke rol in de nieuwe PowerStore Elite, waarbij gebruik wordt gemaakt van ontwerpelementen van de huidige generatie PowerEdge-servers. Toen Dell Gen5 E3.S-ondersteuning ging aanbieden op platforms zoals de PowerEdge R770 of PowerEdge R7725, werd besloten om het gebruik van PCIe-switches op de backplane van de schijven te stoppen. Oudere modellen, zoals de PowerEdge R760 met een backplane voor 24 schijven, gebruikten een PCIe-switch om alle schijflanes in te schakelen, wat de complexiteit en kosten verhoogde en de schijfprestaties verminderde. Bij modellen die E3.S gebruiken, kregen configuraties met maximaal 16 SSD's 4 PCIe-lanes per schijf toegewezen, terwijl configuraties met maximaal 40 bays 2 PCIe-lanes per schijf kregen toegewezen. Dell past dezelfde filosofie toe op de nieuwe PowerStore Gen 3-modellen, waarbij elke controller slechts 2 PCIe-lanes gebruikt om te communiceren met elke dual-ported E3.S SSD. De resterende PCIe Gen5-lanes worden vervolgens gebruikt voor communicatie tussen knooppunten en I/O-aansluitingen aan de achterzijde. Vrijwel elke PCIe-lane in de behuizing wordt benut, tot aan de resterende PCIe Gen4-lanes van de CPU-chipset, die OCP-slots voeden die geen hoge bandbreedte vereisen.

Inter-node interconnectie

De interne interconnectie tussen de knooppunten is een van de grootste sprongen voorwaarts ten opzichte van de tweede generatie. De 5500 en 9500 ondersteunen tot 200 GbE RDMA tussen controllers (de 1500 gebruikt 100 GbE RDMA), vergeleken met slechts 2 × 10 GbE op de tweede generatie. De verbindingen zijn kabelvrij en bestaan ​​uit point-to-point-verbindingen die via het moederbord lopen en specifiek bedoeld zijn voor schrijfbewerkingen. Hieronder is een van de interne interconnectiemodules van 200 GbE op de 9500 afgebeeld.

Belangrijk is dat de nieuwe interconnect-laag CPU-onafhankelijk is en losgekoppeld van processorgeneraties en -fabrikanten. Hierdoor kan de behuizing gedurende de gehele levenscyclus van het apparaat worden geüpgraded naar toekomstige CPU-platformen zonder de schijven aan te tasten of de architectuur opnieuw te ontwerpen.

Cache en persistent geheugen

PowerStore Gen 2 gebruikt U.2 NVRAM-schijven aan de voorzijde voor het persistent opslaan van schrijfcachegegevens, waardoor de opslagcapaciteit met 4 slots wordt verminderd. Gen 3 introduceert in plaats daarvan Software-Defined Persistent Memory (SDPM): standaard DDR5 DRAM wordt aan het besturingssysteem gepresenteerd als een ACPI-compatibele NVDIMM-N, en bij stroomuitval zet een BIOS SMI-handler de vluchtige status over naar de M.2 SSD-schijf, ondersteund door een batterijsubsysteem. Elke PowerStore Gen 3-array biedt een aanzienlijke hoeveelheid stroom dankzij lithiumbatterijen. Bij de 5500- en 9500-modellen heeft elke controller twee 54Wh-batterijen (216Wh totaal per chassis), terwijl het 1500-model er één per controller heeft (108Wh totaal per chassis).

Hieronder ziet u de PowerStore 9500-controller met zijn M.2-opstartschijf en twee accu's die het systeem lang genoeg van stroom voorzien om de status naar de schijf op te slaan in geval van stroomuitval.

Op de PowerStore 1500 zien we de lay-out met één aansluiting en een bijpassend accupakket. Dezelfde SDPM-architectuur wordt gebruikt, alleen aangepast aan de kleinere controller.

Macht en management

De stroomvoorziening en het beheer zijn overgezet naar de standaard servercomponenten van Dell. De BMC is overgestapt van de oude EMC GEM-controller naar een voor opslag geoptimaliseerde iDRAC, waardoor PowerStore qua onderhoudbaarheid aansluit bij de rest van het Dell serverportfolio. Voedingen en batterijback-upunits zijn nu standaard PowerEdge-onderdelen in plaats van aangepaste EMC-hardware, wat moet leiden tot betere ondersteuning, minder downtime en een bredere leveringsketen. Het noodstroomsubsysteem dekt de CPU's, DIMM's, schijven, ventilatoren en de iDRAC zelf, en zorgt ervoor dat deze lang genoeg van stroom worden voorzien om de vluchtige status naar de schijf te deactiveren bij stroomuitval.

PowerStore Gen 3-prestaties

Dell heeft voorlopige cijfers gedeeld waarin de derde generatie (Gen 3) wordt vergeleken met de tweede generatie (Gen 2). Deze cijfers zijn indicatief, maar komen overeen met wat de hardware-upgrade zou suggereren, gezien de overstap naar de nieuwste Intel x86, DDR5, PCIe Gen 5 en de 200GbE RDMA-fabric tussen de controllers. Vergeleken met de vorige generatie streeft Dell naar tot 3x hogere IOPS bij gemengde 8K-workloads, tot 3x hogere doorvoer bij sequentiële 1MB-leesbewerkingen en tot 3x hogere doorvoer bij sequentiële 1MB-schrijfbewerkingen, met aanzienlijke verbeteringen in latentie bij zowel lezen als schrijven. Voor een onafhankelijke vergelijking heeft Principled Technologies de 9500 getest tegen een vergelijkbare, volledig NVMe-concurrent (niet bij naam genoemd in het rapport) met behulp van Vdbench. Bij een enterprise OLTP-workload met analytics leverde de 9500 834,558 IOPS, vergeleken met de 357,427 van de concurrent, een voordeel van 2.33x.

Het latentiepatroon vertoont dezelfde vorm. Bij een doel van 310,000 IOPS voor een gemengde databaseworkload met kleine blokken, bleef de 9500 op 0.44 ms, terwijl de concurrent op 1.22 ms bleef steken, een reductie van ongeveer 64%.

Data-efficiëntie maakt de vergelijking compleet en is het belangrijkste aspect nu de NAND-prijzen stijgen. Op een dataset die is opgebouwd voor 2:1 compressie en 2.5:1 deduplicatie met een deduplicatie-eenheid van 8 KB, behaalde de 9500 een totale reductie van 6.6:1. De concurrent kwam uit op 2.76:1 op dezelfde data.

Conclusie

PowerStore Gen 3 is de meest significante release sinds de introductie van het platform in 2020, en het is een generatiewissel die de rest van de markt voor enterprise storage arrays zal dwingen te reageren. Dell heeft de behuizing opnieuw ontworpen en de schijfvormfactor, cache-architectuur, inter-node fabric, I/O-plane en managementstack in één enorme stap gemoderniseerd. Elk van deze keuzes is toekomstgericht, wat het verhaal van een tienjarige Lifecycle Extension geloofwaardig maakt in plaats van een utopie.

De ontwerpvoordelen zijn gemakkelijk op te sommen. Veertig E3.S-bays in 3U zonder dat er cachegeheugen wordt gebruikt. Een 200 GbE RDMA-midplane die CPU-onafhankelijk is en klaar voor elke toekomstige chip. SDPM in plaats van NVRAM-drives, waardoor er ruimte vrijkomt in de voorste bays voor data en de afhankelijkheid van één enkele persistente geheugentechnologie verdwijnt. iDRAC, PowerEdge-voedingen en Dell-batterijback-upunits in plaats van de verouderde EMC-onderdelen, waardoor PowerStore nu profiteert van dezelfde servicebaarheid en toeleveringsketen als de rest van het Dell-portfolio voor zakelijke toepassingen. En de standaard uniforme aanpak, in combinatie met de mogelijkheid om TLC- of QLC-media in één model te ondersteunen zonder prestatieverlies, vereenvoudigt de aankoopbeslissing op manieren die ertoe doen voor platforms die diverse workloads in dezelfde stack moeten verwerken.

We kijken ernaar uit om meer tijd met het platform in ons lab door te brengen en te zien hoe de Gen 3-hardware samenwerkt met alles wat PowerStoreOS 5.0 op softwaregebied te bieden heeft. De autonome datapadfunctionaliteit, loggestructureerde metadata voor QLC met hoge capaciteit, telemetrie op I/O-niveau en dynamische blok- en bestandsdeling zijn allemaal voorbeelden van verbeteringen die in de loop der tijd een steeds groter effect hebben op een chassis met zoveel potentieel. Het is die combinatie, hardware en software die hand in hand gaan, die deze release de naam Elite oplevert.

PowerStore productpagina

Dit rapport wordt gesponsord door Dell Technologies. Alle standpunten en meningen in dit rapport zijn gebaseerd op onze onbevooroordeelde kijk op het (de) product(en) in kwestie.