戴爾 PowerStore 第三代：多年來最激進的企業儲存變革

儲存更新通常有兩種方式。一種是悄無聲息的升級，廠商推出新的CPU，聲稱性能提升幾個百分點，然後換個標籤就發貨，機箱還是原來的配置。另一種是徹底的換代，機箱、硬碟、互連架構、快取架構和管理平面都會同時更新換代。戴爾PowerStore Gen 3（發佈時名為PowerStore Elite）屬於第二種，而且差距非常大。該平台的每個主要子系統都發生了變化，其中大多數的改進都從根本上重新定義了2026年統一陣列的應有面貌。

我們從一開始就關注 PowerStore。在我們看來，這是自 2020 年首次發布以來最重要的更新，可以說是近年來主流廠商推出的最激進的儲存平台重塑。戴爾並沒有簡單地在第二代產品的基礎上進行迭代，而是從機箱開始重建了整個平台，在大多數業內廠商尚未採用的外形尺寸和架構選擇上進行了大膽嘗試，並針對十年使用壽命和多次控制器升級進行了精心設計。為了深入了解這些新型號，戴爾邀請我們前往位於麻薩諸塞州霍普金頓的工廠。

儲存密度是全新戴爾PowerStore的一大賣點，而戴爾在這方面也確實不負眾望。該平台在3U機箱內最多可支援40塊E3.S NVMe固態硬碟，併計劃支援E3.L固態硬碟，同時保持每個硬碟位都可供用戶尋址存儲數據，而非像以往那樣預留插槽用於緩存固態硬碟。戴爾也對底層硬體平台進行了大幅升級，採用了新一代英特爾處理器、DDR5記憶體、端對端PCIe Gen5連接以及取代舊款戴爾專用SLIC載板設計的OCP 3.0模組。

控制器之間的連接目前可擴展至 200GbE RDMA，未來可透過升級 I/O 卡進一步提升速度。在軟體方面，PowerStoreOS 5.0 引入了全新的自主資料路徑智慧和日誌結構化元數據，以優化高容量 QLC 快閃記憶體的效能和耐用性；同時引入了 I/O 級遙測技術，為未來的線上勒索軟體偵測奠定基礎；並實現了區塊服務和檔案服務之間的動態資源共享。所有 PowerStore 裝置現在均已實現開箱即用的統一配置，從而增強了對檔案和區塊橫向擴展的支持，並可在叢集間實現無中斷資料遷移。

戴爾還增加了非對齊重複資料刪除和增強的壓縮卸載功能，這是該公司決定將其資料縮減保證從前幾代的 5:1 提高到新平台的 6:1 的關鍵因素。

然而，硬體的改變和軟體的更新並不能說明全部問題。戴爾在這些改變和更新之下所做的架構決策才是關鍵所在，因為它們決定了該平台在未來十年內能否保持領先地位，還是幾年後就顯得過時。從E3.S/L硬碟轉向E3.S/L硬碟、採用更大的機箱、使用軟體定義持久記憶體、採用無線纜中板互連，到將節點間架構與CPU代際分離，所有這些決策都著眼於未來而非未來。正是這些決策共同造就了第三代機箱，使其成為戴爾透過生命週期延長計畫所展現的多代升級故事的可靠基礎。

此系列新增三款設備型號。 PowerStore 1500 是一款單路平台，上市時配備 24 個硬碟位，並採用 100 GbE RDMA 節點間互連架構。 5500 和 9500 均為雙路平台，採用相同的 3U 機箱，配備 40 個硬碟位，並採用 200 GbE RDMA 節點間互連架構；9500 的記憶體容量是 5500 的兩倍，核心數量也更多。未來，透過更換控制器，1500 的硬碟位元可擴充至 40 個，並支援 200 GbE RDMA。這三款設備均運行相同的 PowerStoreOS 5.0 系統鏡像，採用相同的 OCP 3.0 I/O 架構，並在同一型號中支援 TLC 或 QLC 儲存介質，切換到 QLC 儲存媒體不會造成效能損失。這使得用戶無需根據不同的使用場景或效能需求選擇不同的型號。

第二代平台仍然可用，現有 PowerStore 客戶可以透過智慧集群實現清晰的未來發展路徑。第一代、第二代和第三代設備可以共存於單一叢集中，實現無中斷的工作負載遷移，這對於不希望每隔幾年就更換平台的用戶群來說是理想之選。

戴爾 PowerStore Gen3 技術規格

這三款第三代產品均採用 3U 雙節點機箱、相同的 OCP 3.0 I/O 架構以及統一的 PowerStoreOS 作業系統，開箱即用，支援橫向擴充區塊或檔案儲存。它們的差異在於 CPU 插槽數量、DRAM 容量、硬碟數量和節點間頻寬。

規格	電商 1500	電商 5500	電商 9500
概述
預測角度和位置	中	中高端	旗艦高端
機殼	3U，雙節點
計算與記憶體
CPU平台	英特爾單路處理器	英特爾雙路處理器	英特爾雙路處理器
每個設備的 CPU	2×24核心 @ 1.9 GHz	4×24核心 @ 1.8 GHz	4×32核心 @ 2.2 GHz
每個設備的內存	512 GB (16 × 32 GB)	1,024 GB (32 × 32 GB)	2,048 GB (64 × 32 GB)
儲存
每個基本設備驅動器	最多 24 個 EDSFF	最多 40 個 EDSFF	最多 40 個 EDSFF
每擴充包的驅動器（RTS 後）	44 EDSFF
驅動支援	TLC：3.84 / 7.68 / 15.36 TB · QLC：30.72 TB
最小驅動配置	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（基礎）	約737 TB（24 × 30.72 TB）	約 1.2 PB（40 × 30.72 TB）	約 1.2 PB（40 × 30.72 TB）
輸入/輸出和網絡
每個節點的 OCP 3.0 線卡	3（+1 預留）	5（+1 預留）	5（+1 預留）
跨節點互連	100 GbE RDMA	200 GbE RDMA	200 GbE RDMA

戴爾 PowerStore 第二代與第三代對比

第三代 PowerStore 設備中的每個主要硬體子系統都至少升級了一代。對容量規劃影響最大的變化是 3U 機箱、E3.S 硬碟托架以及節點間互連架構從 2×10GbE 躍升至最高 200GbE。

5500 和 9500 的基本 3U 機箱配備 40 個硬碟位。 1500 出廠預裝 24 個硬碟位，另有 16 個硬碟位可透過未來的資料就地升級解鎖。這意味著每個機架單元 (RU) 可容納 13.3 個硬碟，高於第二代產品的 10.5 個，基礎設備每 RU 硬碟數量增加了約 40%，而 RTS 版本後推出的 44 盤位擴充架的硬碟密度則提高了 83%。這些硬碟均為來自多家供應商的標準 E3.S 1T NVMe SSD，無需專用托架，從而降低了供應鏈限製或單一供應商依賴的風險。 TLC 容量分別為 3.84 TB、7.68 TB 和 15.36 TB，QLC 容量為 30.72 TB，所有三個型號（1500、5500 和 9500）均支援相同的選項，不同介質類型之間沒有性能上的權衡。

TLC 和 QLC 的選擇主要取決於每 GB 的價格和容量，而非性能等級。不同型號的最低硬碟配置略有不同：TLC 硬碟的起步配置為 6 塊 3.84 TB，而 QLC 硬碟在 1500 型號上起步配置為 7 塊 30.72 TB，在 5500 和 9500 型號上起步配置為 11 塊 TB30.72 2 塊。所有硬碟均通過 SED 或 FIPS 認證，且該平台支援 +1 和 +2 資料恢復引擎 (DRE) 配置。散熱性能也得到了提升，戴爾表示，得益於 EDSFF 的氣流幾何結構，其散熱需求比同等配置的 2.5 英寸硬碟降低了約 50%。所有 40 個硬碟位元均可由使用者定址儲存數據，因為快取現在由軟體定義持久記憶體 (SDPM) 處理，而不是像第二代產品那樣使用佔用前置硬碟位元的 NVRAM 硬碟。

	第二代 PowerStore	PowerStore Elite（第三代）
底盤和平台
基本底盤	2U，2節點	3U，2節點
輸入/輸出匯流排	PCIe 第 3 代	PCIe 第 5 代
記憶體應用	DDR4	DDR5
儲存
驅動器外形尺寸	最多可支援 25 個 2.5 吋 U.2 NVMe（雙埠）	支援最多 40 個 E3.S/L 1T NVMe（雙埠）
擴充架	最多可支援 24 個 2.5 吋 U.2 NVMe 固態硬碟	最高可達 44× E3.S/L NVMe（RTS 後）
快取策略	U.2 NVRAM驅動器	快取到本機快閃記憶體（SDPM）
輸入/輸出和網絡
I/O插槽	3× SLIC / OCP 2.0 (PCIe Gen 3 x16)	最高支援 5 倍 OCP 3.0 (PCIe Gen 4/5 x16)
跨節點連接	2×10 GbE，RDMA	高達 200 GbE、RDMA（400 GbE 就緒）
管理與權力
帶外管理 (BMC)	EMC GEM	iDRAC（儲存版本）
電力	EMC BBU/客製化電源	PowerEdge BBU/PSUs

PowerStore Gen 3 硬體平台內部結構

與上一代產品相比，新款 3U PowerStore Gen 3 的正面設計與我們先前評測過的第 17 代 PowerEdge 伺服器一脈相承。它採用戴爾最新的灰色配色，搭配標誌性的蜂窩狀邊框，這種設計已成為戴爾目前企業級硬體產品線的視覺特徵。

計算與記憶體

在運算方面，系統採用英特爾處理器，單顆CPU的TDP從165W到270W不等，9500型號的CPU最多可達32個核心。戴爾宣稱每個節點的核心數量最多可增加50%。內存方面，全系升級至DDR5，9500型號每台設備配備2TB內存（64條32GB DIMM內存條），5500型號配備1TB內存，1500型號配備512GB內存。戴爾此次升級至DDR5也顯著提升了記憶體吞吐量，其頻寬是上一代DDR4的兩倍。

內部架構升級至 PCIe Gen 5，單通道頻寬是 Gen 2 PowerStore 所用 Gen 3 架構的四倍。插槽佈局是該系列產品的主要區別：1500 為單插槽，而 5500 和 9500 為雙插槽，所有產品均採用相同的機箱和相同的 PowerStore 作業系統軟體鏡像，核心數量和記憶體容量則用於調整配置。

機殼冷卻

下圖所示的9500的散熱設計令人印象深刻。單一控制器上的兩個CPU散熱器通過熱管連接，並延伸成寬大的鰭片陣列，考慮到雙路控制器需要散發的大量熱量，這無疑是一個巧妙的設計。散熱方面，早期的設計選擇——3U機殼——也發揮了作用。每個控制器的高度為1.5U，相較於1U托架，空氣流動路徑較長。這使得每個型號在整個平台生命週期內都有充足的散熱空間。 1500則採用了外觀更傳統的CPU散熱器，但保留了5500和9500型號的所有氣流優勢。無論型號如何，整個系列的散熱都由每個控制器上的六個風扇負責，總共12個風扇，確保硬碟和其他零件的溫度保持在適宜範圍內。

網路和儲存

與前幾代產品相比，新款產品採用模組化、標準化的 I/O 平面，全系列產品均基於 OCP 3.0 插槽構建。 5500 和 9500 型號每個節點最多配備 5 個插槽（另預留 1 個用於擴充），1500 型號每個節點配備 3 個插槽（另預留 1 個）。這些模組支援免工具熱插拔，並取代了第二代產品中使用的專有 SLIC 載板。同樣重要的是，新款產品的 I/O 架構升級至 PCIe Gen 5，顯著提升了每張卡的單通道頻寬，並大幅提高了網路頻寬上限。上市初期，卡片選項包括 4 個 32/64 Gb FC、4 個 1/10 GbE、4 個 10/25 GbE 和 2 個 100 GbE，而 200/400 GbE 乙太網路和 128 Gb FC 則列為未來 I/O 卡的推出選項。戴爾也在加強網路安全，所有光纖通道卡都將透過即將發布的非中斷式軟體更新支援 EDIF（加密傳輸資料）。最終結果是每個設備最多可配備 40 個網路端口，是上一代產品的兩倍，端口密度比第二代控制器佈局提高了約 11%。

控制器佈局也經過了重新設計。在第二代產品中，頂部控制器相對於底部控制器是倒置的，這使得維護變得不便，並且增加了熱插拔時拔錯控制器或抓取錯誤組件的風險。在第三代產品中，兩個控制器的方向相同，並且可以使用機箱兩側的兩個把手和拉桿釋放任一控制器，它們可以作為一個單獨的 1.5U 托盤滑出。從紙面上看，這項變化很小，但對於維護便利性而言意義重大，尤其是在機架上方空間受限或技術人員工作壓力較大的情況下。

PCIe 訊號傳輸在新一代 PowerStore Elite 中扮演著重要角色，其設計借鑒了當前一代 PowerEdge 伺服器的元素。當戴爾開始在 PowerEdge R770 或 PowerEdge R7725 等平台上提供 Gen5 E3.S 支援時，便決定停止在驅動器背板上使用 PCIe 開關。較早的型號，例如配備 24 個驅動器背板的 PowerEdge R760，使用 PCIe 開關來啟用所有驅動器通道，這增加了複雜性和成本，並降低了驅動器性能。在使用 E3.S 的型號中，最多 16 個 SSD 的配置為每個磁碟機分配 4 條 PCIe 通道，而最多 40 個硬碟位元的配置為每個磁碟機分配 2 條 PCIe 通道。戴爾將同樣的概念應用於新一代 PowerStore Gen 3 型號，每個控制器僅使用 2 個 PCIe 通道與每個雙連接埠 E3.S SSD 通訊。剩餘的 PCIe Gen5 通道則用於節點間通訊和後置 I/O 連線。機殼內幾乎每一個 PCIe 通道都被充分利用，甚至包括 CPU 晶片組上剩餘的 PCIe Gen4 通道，這些通道為不需要高頻寬的 OCP 插槽供電。

節點間互連

節點間互連架構是相比第二代產品最大的改進之一。 5500 和 9500 系列控制器之間支援高達 200 GbE RDMA（1500 系列使用 100 GbE RDMA），而第二代產品僅支援 2×10 GbE。這些鏈路是無電纜的、通過中板佈線的點對點連接，專用於寫入和接收。下圖展示了 9500 系列上的一個 200GbE 內部互連模組。

重要的是，新的互連層與 CPU 無關，並且與處理器世代和供應商解耦，使得機箱能夠在設備的整個生命週期中接受對未來 CPU 平台的升級，而無需幹擾驅動器或重新設計架構。

快取和持久性內存

第二代 PowerStore 使用前置 U.2 NVRAM 驅動器作為寫入快取持久性方案，因此儲存容量減少了 4 個插槽。第三代則引入了軟體定義持久記憶體 (SDPM) 技術：標準 DDR5 DRAM 以符合 ACPI 標準的 NVDIMM-N 形式呈現給作業系統，斷電時，BIOS SMI 處理程序會將易失性狀態轉移到 M.2 SSD 驅動器，並由備用電池子系統提供支援。每個第三代 PowerStore 陣列都提供充足的鋰電池供電。在 5500 和 9500 型號中，每個控制器配備兩個 54Wh 電池（每個機箱總容量 216Wh），而 1500 型號每個控制器配備一塊電池（每個機箱總容量 108Wh）。

下圖所示為 PowerStore 9500 控制器，它配備 M.2 啟動驅動器和兩個電池組，可在斷電情況下為系統供電足夠長的時間，以便將狀態寫入磁碟。

PowerStore 1500 採用單插座佈局，並配備單一電池組。它同樣採用了 SDPM 架構，只是尺寸根據較小的控制器進行了相應調整。

電力與管理

電源和管理功能已重新整合到戴爾的標準伺服器元件上。 BMC 從傳統的 EMC GEM 控制器升級為針對儲存最佳化的 iDRAC，使 PowerStore 在可維護性方面與戴爾其他伺服器產品保持一致。電源和備用電池單元現在採用標準的 PowerEdge 組件，而非定制的 EMC 硬件，這意味著更有效率的支援運營、更少的停機時間和更廣泛的供貨範圍。備用電源子系統覆蓋 CPU、DIMM、硬碟、風扇以及 iDRAC 本身，在斷電時為它們供電，以將易失性狀態資料備份到磁碟。

第三代 PowerStore 效能

戴爾公佈了第三代處理器與第二代處理器的初步比較數據。這些資料僅供參考，但與硬體升級帶來的效能提升相符，畢竟採用了最新的英特爾 x86 架構、DDR5 記憶體、第五代 PCIe 插槽以及控制器間 200GbE RDMA 互連架構。與上一代產品相比，戴爾的目標是在 8K 混合工作負載下實現高達 3 倍的 IOPS 提升，在 1MB 順序讀取和 1MB 順序寫入下實現高達 3 倍的吞吐量提升，同時讀寫延遲也得到顯著改善。如需進行獨立對比， Principled Technologies 將 9500 與一款同級別的全 NVMe 競爭對手進行了比較測試。 （報告中未提及名稱）使用 Vdbench 進行測試。在企業級 OLTP 分析工作負載下，9500 的 IOPS 為 834,558，而競爭對手的 IOPS 為 357,427，優勢為 2.33 倍。

延遲情況也類似。在混合小塊資料庫工作負載下，目標 IOPS 為 310,000，9500 的延遲為 0.44 毫秒，而競爭對手的延遲為 1.22 毫秒，降低了約 64%。

數據效率是此次對比的最終考量因素，也是隨著NAND快閃記憶體價格上漲而最為重要的指標。在以8KB重複資料刪除單元所建構的、壓縮比為2:1、去重比為2.5:1的資料集上，9500的整體壓縮比達到了6.6:1。而競爭對手在相同資料集上的壓縮比僅為2.76:1。

結語

PowerStore Gen 3 是自 2020 年該平台首次亮相以來最重要的版本更新，其世代變革勢必會迫使整個企業儲存陣列市場做出相應調整。戴爾在一次重大變革中重新設計了機箱，並對硬碟外形尺寸、快取架構、節點間互連結構、I/O 平面和管理堆疊進行了現代化改造。所有這些選擇都著眼於未來，也正是這些因素使得長達十年的生命週期延長計畫成為現實，而非空想。

這些設計優勢顯而易見。 3U機架式機殼內配備40個E3.S硬碟托架，且無需佔用任何快取插槽。 200GbE RDMA中板與CPU無關，隨時可適應未來任何晶片。採用SDPM取代NVRAM驅動器，既釋放了前置硬碟托架空間用於儲存數據，也擺脫了對單一持久記憶體技術的依賴。採用iDRAC、PowerEdge電源和戴爾電池備援單元取代傳統的EMC零件，這意味著PowerStore現在可以享受與戴爾其他企業級產品相同的維護性和供應鏈優勢。此外，預設統一的方案，加上在單一型號中支援TLC或QLC儲存媒體且效能不受影響，簡化了採購決策，這對於需要在同一堆堆疊中處理各種工作負載的平台至關重要。

我們期待在實驗室裡花更多時間體驗這個平台，看看第三代硬體如何與 PowerStoreOS 5.0 的軟體功能完美融合。自主資料路徑、用於高容量 QLC 的日誌結構化元資料、I/O 級遙測以及動態區塊和檔案資源共享等增強功能，在這款擁有如此強大效能儲備的機殼上，隨著時間的推移，這些優勢將不斷累積。正是這種軟硬體協同發展的組合，才使得這款產品配得上「菁英版」的稱號。

PowerStore 產品頁面

本報告由 Dell Technologies 贊助。 本報告中表達的所有觀點和意見均基於我們對所考慮產品的公正看法。