戴尔 PowerStore 第三代：多年来最激进的企业存储变革

存储更新通常有两种方式。一种是悄无声息的升级，厂商推出新的CPU，声称性能提升几个百分点，然后换个标签就发货，机箱还是原来的配置。另一种是彻底的换代，机箱、硬盘、互连架构、缓存架构和管理平面都会同时更新换代。戴尔PowerStore Gen 3（发布时名为PowerStore Elite）属于第二种，而且差距非常大。该平台的每个主要子系统都发生了变化，其中大多数的改进都从根本上重新定义了2026年统一阵列的应有面貌。

我们从一开始就关注着 PowerStore。在我们看来，这是自 2020 年首次发布以来最重要的一次更新，可以说是近年来主流厂商推出的最激进的存储平台重塑。戴尔并没有简单地在第二代产品的基础上进行迭代，而是从机箱开始重建了整个平台，在大多数业内厂商尚未采用的外形尺寸和架构选择上进行了大胆尝试，并针对十年使用寿命和多次控制器升级进行了精心设计。为了深入了解这些新型号，戴尔邀请我们前往位于马萨诸塞州霍普金顿的工厂。

存储密度是全新戴尔PowerStore的一大卖点，而戴尔在这方面也确实不负众望。该平台在3U机箱内最多可支持40块E3.S NVMe固态硬盘，并计划支持E3.L固态硬盘，同时保持每个硬盘位都可供用户寻址存储数据，而非像以往那样预留插槽用于缓存固态硬盘。戴尔还对底层硬件平台进行了大幅升级，采用了新一代英特尔处理器、DDR5内存、端到端PCIe Gen5连接以及取代旧款戴尔专用SLIC载板设计的OCP 3.0模块。

控制器之间的连接目前可扩展至 200GbE RDMA，未来可通过升级 I/O 卡进一步提升速度。在软件方面，PowerStoreOS 5.0 引入了全新的自主数据路径智能和日志结构化元数据，以优化高容量 QLC 闪存的性能和耐用性；同时引入了 I/O 级遥测技术，为未来的在线勒索软件检测奠定基础；并实现了块服务和文件服务之间的动态资源共享。所有 PowerStore 设备现在均已实现开箱即用的统一配置，从而增强了对文件和块横向扩展的支持，并可在集群间实现无中断数据迁移。

戴尔还增加了非对齐重复数据删除和增强的压缩卸载功能，这是该公司决定将其数据缩减保证从前几代的 5:1 提高到新平台的 6:1 的关键因素。

然而，硬件的改变和软件的更新并不能说明全部问题。戴尔在这些改变和更新之下做出的架构决策才是关键所在，因为它们决定了该平台在未来十年内能否保持领先地位，还是几年后就显得过时。从E3.S/L硬盘转向E3.S/L硬盘、采用更大的机箱、使用软件定义持久内存、采用无线缆中板互连，到将节点间架构与CPU代际分离，所有这些决策都着眼于未来而非未来。正是这些决策共同造就了第三代机箱，使其成为戴尔通过生命周期延长计划所展现的多代升级故事的可靠基础。

该系列新增三款设备型号。PowerStore 1500 是一款单路平台，上市时配备 24 个硬盘位，并采用 100 GbE RDMA 节点间互连架构。5500 和 9500 均为双路平台，采用相同的 3U 机箱，配备 40 个硬盘位，并采用 200 GbE RDMA 节点间互连架构；9500 的内存容量是 5500 的两倍，核心数量也更多。未来，通过更换控制器，1500 的硬盘位可扩展至 40 个，并支持 200 GbE RDMA。这三款设备均运行相同的 PowerStoreOS 5.0 系统镜像，采用相同的 OCP 3.0 I/O 架构，并在同一型号中支持 TLC 或 QLC 存储介质，切换到 QLC 存储介质不会造成性能损失。这使得用户无需根据不同的使用场景或性能需求选择不同的型号。

第二代平台仍然可用，现有 PowerStore 客户可以通过智能集群实现清晰的未来发展路径。第一代、第二代和第三代设备可以共存于单个集群中，实现无中断的工作负载迁移，这对于不希望每隔几年就更换平台的用户群来说是理想之选。

戴尔 PowerStore Gen3 技术规格

这三款第三代产品均采用 3U 双节点机箱、相同的 OCP 3.0 I/O 架构以及统一的 PowerStoreOS 操作系统，开箱即用，支持横向扩展块或文件存储。它们的区别在于 CPU 插槽数量、DRAM 容量、硬盘数量和节点间带宽。

规格	电商 1500	电商 5500	电商 9500
概述
定位	中	中高端	旗舰高端
底座	3U，双节点
计算与内存
CPU平台	英特尔单路处理器	英特尔双路处理器	英特尔双路处理器
每个设备的 CPU	2×24核 @ 1.9 GHz	4×24核 @ 1.8 GHz	4×32核 @ 2.2 GHz
每个设备的内存	512 GB (16 × 32 GB)	1,024 GB (32 × 32 GB)	2,048 GB (64 × 32 GB)
存放
每个基本设备驱动器	最多 24 个 EDSFF	最多 40 个 EDSFF	最多 40 个 EDSFF
每扩展包的驱动器（RTS 后）	44 EDSFF
驱动器支持	TLC：3.84 / 7.68 / 15.36 TB · QLC：30.72 TB
最小驱动配置	TLC 6×3.84TB·QLC 7×30.72TB	TLC 6×3.84TB·QLC 11×30.72TB	TLC 6×3.84TB·QLC 11×30.72TB
最大原始容量（基础）	约737 TB（24 × 30.72 TB）	约 1.2 PB（40 × 30.72 TB）	约 1.2 PB（40 × 30.72 TB）
输入/输出和网络
每个节点的 OCP 3.0 线卡	3（+1 预留）	5（+1 预留）	5（+1 预留）
跨节点互连	100 GbE RDMA	200 GbE RDMA	200 GbE RDMA

戴尔 PowerStore 第二代与第三代对比

第三代 PowerStore 设备中的每个主要硬件子系统都至少升级了一代。对容量规划影响最大的变化是 3U 机箱、E3.S 硬盘托架以及节点间互连架构从 2×10GbE 跃升至最高 200GbE。

5500 和 9500 的基本 3U 机箱配备 40 个硬盘位。1500 出厂预装 24 个硬盘位，另有 16 个硬盘位可通过未来的数据就地升级解锁。这意味着每个机架单元 (RU) 可容纳 13.3 个硬盘，高于第二代产品的 10.5 个，基础设备每 RU 硬盘数量增加了约 40%，而 RTS 版本后推出的 44 盘位扩展架的硬盘密度则提高了 83%。这些硬盘均为来自多家供应商的标准 E3.S 1T NVMe SSD，无需专用托架，从而降低了供应链限制或单一供应商依赖的风险。 TLC 容量分别为 3.84 TB、7.68 TB 和 15.36 TB，QLC 容量为 30.72 TB，所有三个型号（1500、5500 和 9500）均支持相同的选项，不同介质类型之间没有性能上的权衡。

TLC 和 QLC 的选择主要取决于每 GB 的价格和容量，而非性能等级。不同型号的最低硬盘配置略有不同：TLC 硬盘的起步配置为 6 块 3.84 TB，而 QLC 硬盘在 1500 型号上起步配置为 7 块 30.72 TB，在 5500 和 9500 型号上起步配置为 11 块 30.72 TB。所有硬盘均通过 SED 或 FIPS 认证，并且该平台支持 +1 和 +2 数据恢复引擎 (DRE) 配置。散热性能也得到了提升，戴尔表示，得益于 EDSFF 的气流几何结构，其散热需求比同等配置的 2.5 英寸硬盘降低了约 50%。所有 40 个硬盘位均可由用户寻址存储数据，因为缓存现在由软件定义持久内存 (SDPM) 处理，而不是像第二代产品那样使用占用前置硬盘位的 NVRAM 硬盘。

	第二代 PowerStore	PowerStore Elite（第三代）
底盘和平台
基本底盘	2U，2节点	3U，2节点
输入/输出总线	PCIe第3代	PCIe第5代
内存	DDR4	DDR5
存放
驱动器外形	最多可支持 25 个 2.5 英寸 U.2 NVMe（双端口）	最多支持 40 个 E3.S/L 1T NVMe（双端口）
扩展架	最多可支持 24 个 2.5 英寸 U.2 NVMe 固态硬盘	最高可达 44× E3.S/L NVMe（RTS 后）
缓存策略	U.2 NVRAM驱动器	缓存到本地闪存（SDPM）
输入/输出和网络
I/O插槽	3× SLIC / OCP 2.0 (PCIe Gen 3 x16)	最高支持 5 倍 OCP 3.0 (PCIe Gen 4/5 x16)
跨节点连接	2×10 GbE，RDMA	高达 200 GbE、RDMA（400 GbE 就绪）
管理与权力
带外管理 (BMC)	EMC GEM	iDRAC（存储版本）
电力	EMC BBU/定制电源	PowerEdge BBU/PSUs

PowerStore Gen 3 硬件平台内部结构

与上一代产品相比，新款 3U PowerStore Gen 3 的正面设计与我们之前评测过的第 17 代 PowerEdge 服务器一脉相承。它采用戴尔最新的灰色配色，搭配标志性的蜂窝状边框，这种设计已成为戴尔目前企业级硬件产品线的视觉特征。

计算与内存

在计算方面，该系统采用英特尔处理器，单颗CPU的TDP从165W到270W不等，9500型号的CPU最多可达32个核心。戴尔宣称每个节点的核心数量最多可增加50%。内存方面，全系升级至DDR5，9500型号每台设备配备2TB内存（64条32GB DIMM内存条），5500型号配备1TB内存，1500型号配备512GB内存。戴尔此次升级至DDR5也显著提升了内存吞吐量，其带宽是上一代DDR4的两倍。

内部架构升级至 PCIe Gen 5，单通道带宽是 Gen 2 PowerStore 所用 Gen 3 架构的四倍。插槽布局是该系列产品的主要区别：1500 为单插槽，而 5500 和 9500 为双插槽，所有产品均采用相同的机箱和相同的 PowerStore 操作系统软件镜像，核心数量和内存容量则用于调整配置。

机箱冷却

下图所示的9500的散热设计令人印象深刻。单个控制器上的两个CPU散热器通过热管连接，并延伸成宽大的鳍片阵列，考虑到双路控制器需要散发的大量热量，这无疑是一个巧妙的设计。散热方面，早期的设计选择——3U机箱——也发挥了作用。每个控制器的高度为1.5U，相比1U托架，空气流动路径更长。这使得每个型号在整个平台生命周期内都拥有充足的散热空间。1500则采用了外观更传统的CPU散热器，但保留了5500和9500型号的所有气流优势。无论型号如何，整个系列的散热都由每个控制器上的六个风扇负责，总共12个风扇，确保硬盘和其他部件的温度保持在适宜范围内。

网络和存储

与前几代产品相比，新款产品采用模块化、标准化的 I/O 平面，全系列产品均基于 OCP 3.0 插槽构建。5500 和 9500 型号每个节点最多配备 5 个插槽（另预留 1 个用于扩展），1500 型号每个节点配备 3 个插槽（另预留 1 个）。这些模块支持免工具热插拔，并取代了第二代产品中使用的专有 SLIC 载板。同样重要的是，新款产品的 I/O 架构升级至 PCIe Gen 5，显著提升了每张卡的单通道带宽，并大幅提高了网络带宽上限。上市初期，卡选项包括 4 个 32/64 Gb FC、4 个 1/10 GbE、4 个 10/25 GbE 和 2 个 100 GbE，而 200/400 GbE 以太网和 128 Gb FC 则列为未来 I/O 卡的推出选项。戴尔也在加强网络安全，所有光纤通道卡都将通过即将发布的非中断式软件更新支持 EDIF（加密传输数据）。最终结果是每个设备最多可配备 40 个网络端口，是上一代产品的两倍，端口密度比第二代控制器布局提高了约 11%。

控制器布局也经过了重新设计。在第二代产品中，顶部控制器相对于底部控制器是倒置的，这使得维护变得不便，并且增加了热插拔时拔错控制器或抓取错误组件的风险。在第三代产品中，两个控制器的方向相同，并且可以使用机箱两侧的两个把手和拉杆释放任一控制器，它们可以作为一个单独的 1.5U 托盘滑出。从纸面上看，这一变化很小，但对于维护便利性而言意义重大，尤其是在机架上方空间受限或技术人员工作压力较大的情况下。

PCIe 信号传输在新一代 PowerStore Elite 中扮演着重要角色，其设计借鉴了当前一代 PowerEdge 服务器的元素。当戴尔开始在 PowerEdge R770 或 PowerEdge R7725 等平台上提供 Gen5 E3.S 支持时，便决定停止在驱动器背板上使用 PCIe 开关。较早的型号，例如配备 24 个驱动器背板的 PowerEdge R760，使用 PCIe 开关来启用所有驱动器通道，这增加了复杂性和成本，并降低了驱动器性能。在使用 E3.S 的型号中，最多 16 个 SSD 的配置为每个驱动器分配 4 条 PCIe 通道，而最多 40 个硬盘位的配置为每个驱动器分配 2 条 PCIe 通道。戴尔将同样的理念应用于新一代 PowerStore Gen 3 型号，每个控制器仅使用 2 条 PCIe 通道与每个双端口 E3.S SSD 通信。剩余的 PCIe Gen5 通道则用于节点间通信和后置 I/O 连接。机箱内几乎每一条 PCIe 通道都被充分利用，甚至包括 CPU 芯片组上剩余的 PCIe Gen4 通道，这些通道为不需要高带宽的 OCP 插槽供电。

节点间互连

节点间互连架构是相比第二代产品最大的改进之一。5500 和 9500 系列控制器之间支持高达 200 GbE RDMA（1500 系列使用 100 GbE RDMA），而第二代产品仅支持 2×10 GbE。这些链路是无电缆的、通过中板布线的点对点连接，专用于写入和接收。下图展示了 9500 系列上的一个 200GbE 内部互连模块。

重要的是，新的互连层与 CPU 无关，并且与处理器代际和供应商解耦，使得机箱能够在设备的整个生命周期内接受对未来 CPU 平台的升级，而无需干扰驱动器或重新设计架构。

缓存和持久内存

第二代 PowerStore 使用前置 U.2 NVRAM 驱动器作为写入缓存持久化方案，因此存储容量减少了 4 个插槽。第三代则引入了软件定义持久内存 (SDPM) 技术：标准 DDR5 DRAM 以符合 ACPI 标准的 NVDIMM-N 形式呈现给操作系统，断电时，BIOS SMI 处理程序会将易失性状态转移到 M.2 SSD 驱动器，并由备用电池子系统提供支持。每个第三代 PowerStore 阵列都提供充足的锂电池供电。在 5500 和 9500 型号中，每个控制器配备两块 54Wh 电池（每个机箱总容量 216Wh），而 1500 型号每个控制器配备一块电池（每个机箱总容量 108Wh）。

下图所示为 PowerStore 9500 控制器，它带有 M.2 启动驱动器和两个电池组，可在断电情况下为系统供电足够长的时间，以便将状态写入磁盘。

PowerStore 1500 采用单插座布局，并配备单个电池组。它同样采用了 SDPM 架构，只是尺寸根据较小的控制器进行了相应调整。

电力与管理

电源和管理功能已重新整合到戴尔的标准服务器组件上。BMC 从传统的 EMC GEM 控制器升级为针对存储优化的 iDRAC，使 PowerStore 在可维护性方面与戴尔其他服务器产品保持一致。电源和备用电池单元现在采用标准的 PowerEdge 组件，而非定制的 EMC 硬件，这意味着更高效的支持运营、更少的停机时间和更广泛的供货范围。备用电源子系统覆盖 CPU、DIMM、硬盘、风扇以及 iDRAC 本身，在断电时为它们供电，以将易失性状态数据备份到磁盘。

第三代 PowerStore 性能

戴尔公布了第三代处理器与第二代处理器的初步对比数据。这些数据仅供参考，但与硬件升级带来的性能提升相符，毕竟采用了最新的英特尔 x86 架构、DDR5 内存、第五代 PCIe 插槽以及控制器间 200GbE RDMA 互连架构。与上一代产品相比，戴尔的目标是在 8K 混合工作负载下实现高达 3 倍的 IOPS 提升，在 1MB 顺序读取和 1MB 顺序写入下实现高达 3 倍的吞吐量提升，同时读写延迟也得到显著改善。如需进行独立对比， Principled Technologies 将 9500 与一款同级别的全 NVMe 竞争对手进行了对比测试。 （报告中未提及名称）使用 Vdbench 进行测试。在企业级 OLTP 分析工作负载下，9500 的 IOPS 为 834,558，而竞争对手的 IOPS 为 357,427，优势为 2.33 倍。

延迟情况也类似。在混合小块数据库工作负载下，目标 IOPS 为 310,000，9500 的延迟为 0.44 毫秒，而竞争对手的延迟为 1.22 毫秒，降低了约 64%。

数据效率是此次对比的最终考量因素，也是随着NAND闪存价格上涨而最为重要的指标。在以8KB重复数据删除单元构建的、压缩比为2:1、去重比为2.5:1的数据集上，9500的整体压缩比达到了6.6:1。而竞争对手在相同数据集上的压缩比仅为2.76:1。

结语

PowerStore Gen 3 是自 2020 年该平台首次亮相以来最重要的版本更新，其代际变革势必会迫使整个企业存储阵列市场做出相应调整。戴尔在一次重大变革中重新设计了机箱，并对硬盘外形尺寸、缓存架构、节点间互连结构、I/O 平面和管理堆栈进行了现代化改造。所有这些选择都着眼于未来，也正是这些因素使得长达十年的生命周期延长计划成为现实，而非空想。

这些设计优势显而易见。3U机架式机箱内配备40个E3.S硬盘托架，且无需占用任何缓存插槽。200GbE RDMA中板与CPU无关，可随时适配未来任何芯片。采用SDPM取代NVRAM驱动器，既释放了前置硬盘托架空间用于存储数据，又摆脱了对单一持久内存技术的依赖。采用iDRAC、PowerEdge电源和戴尔电池备份单元取代传统的EMC部件，这意味着PowerStore现在可以享受与戴尔其他企业级产品相同的维护性和供应链优势。此外，默认统一的方案，加上在单一型号中支持TLC或QLC存储介质且性能不受影响，简化了采购决策，这对于需要在同一堆栈中处理各种工作负载的平台而言至关重要。

我们期待在实验室里花更多时间体验这个平台，看看第三代硬件如何与 PowerStoreOS 5.0 的软件功能完美融合。自主数据路径、用于高容量 QLC 的日志结构化元数据、I/O 级遥测以及动态块和文件资源共享等增强功能，在这款拥有如此强大性能储备的机箱上，随着时间的推移，这些优势将不断累积。正是这种软硬件协同发展的组合，才使得这款产品配得上“精英版”的称号。

PowerStore 产品页面

本报告由 Dell Technologies 赞助。 本报告中表达的所有观点和意见均基于我们对所考虑产品的公正看法。