在数据中心设计层面，一个重要的趋势是提高功率密度。鉴于数据中心的空间限制，其需要更高效的运作，以应对电力需求和成本的上升，很明显，将每台机架投入更多的资源是一个非常实用的解决方案。但是，这一方案除了拥有其固有的好处之外，提高功率密度也为一些数据中心运营商带来了一些必须解决的问题和挑战。

　　功率密度的趋势

　　低功率密度往往等同于效率低下。如此宝贵的空间资源仅仅由如此少的IT设备资源所消耗，同时其还需要消耗更多的设备维护成本。位于圣克拉拉的高密度托管提供商Colovore公司的CFO兼联合创始人本·库格林指出：“当前，典型数据中心的客户部署的机架都是大约每台机架8–12千瓦的系列，虽然某些数据中心的密度要求更高，但接近20+千瓦的现象在大多数进行大数据分析处理的密集型应用程序来说仍然是罕见的。但与此同时，美国仍然有某些沿海地区的典型的数据中心的机架为4–5千瓦(而这还是10年前修订的标准)。”

　　在托管空间，只支持低功率密度的造价是非常昂贵的，因为全租用机架空间可能由于缺乏足够的电源而无法使用。尽管机架上装备了大量的设备，但托管空间的基础设施配套能力不匹配。“客户可以在他们现有的服务器基础设施上轻松地完成每台机架8-10千瓦的部署，但因为大多数数据中心设计建成的是仅支持4-5千瓦的，这样他们就必须跨机架实施半机架装备运行，否则就不能很好的实施冷却。但客户已经为全机架买单了，尽管其实只是用了半机架的负载资源。这无疑是一种浪费。”

　　对于功率密度最为明显的约束之一便是配电基础设施，公用电力公司提供的电源和数据中心的备用设施的水平都会影响到功率密度。对于公用电力公司所提供的每瓦的电力，数据中心必须有足够的UPS和柴油发电机，以便在停电的情况下继续保持其运营能力。当然，布线、配电单元(PDU)等提供电源给专用机架。库格林指出，“大多数的数据中心并没有太多的电力以供给给其设施，所以他们希望能够从公共电力公司获得更多的电力资源，并在数据中心的核心基础设施(电气和机械基础设施、发电机，配电设备等)上面花了很多钱。因此，对数据中心而言，获得更多的电力和成本问题是两个重要的变量。”

　　但也许数据中心面临的更为迫切的需要是冷却：设备每消耗一瓦的电力，就会产生一瓦的余热，必须除去，以保持数据中心所需的操作温度。这也是数据中心最初不打算将设备安置为更高密度所希望规避的最大的挑战。“当你数据中心机架层面的密度增加，服务器必然会生成更多的热量，因此更多的冷却也是必需的。” 库格林说。“冷却基础设施是非常昂贵的，但最大的挑战可能来自于试图改造旧的数据中心。大多数这些旧的数据中心建设初期屋顶设得都很低，在许多情况下，实在没有简单的方法来提高密度。除了拆毁之外几乎没有什么方法，但这对于数据中心而言是非常难的，特别是当其还托管着某些客户的时候。”

　　不幸的是，对于传统的数据中心企业而言，将其数据中心改造成具备更高密度的数据中心意味着除了等待半导体摩尔定律带来的改进之外，其数据中心的设施没有多大实际潜力能够继续扩大计算能力了。但是，这种方法需要购买新的IT设备，更好的工艺技术，以及摩尔定律的不断进步，才能实现更高的效率，而这可能需要十年左右的时间。库格林指出，在这种情况下，“主机托管提供商只能简单地使用‘分散负载’，或迫使客户来跨半机架来使用他们的基础设施。但是，这显然是不可持续的，他们最终将随着客户服务器的刷新，耗尽他们的空间、电力、冷却资源。”

　　整合基础设施驱动更大的功率密度

　　向更高的密度的推进可以归纳为长期的基础设施整合：基本上，将更多计算机资源打包到更小体积，可以通过数据中心现有的趋势来实现，如采用虚拟化技术、刀片服务器和微服务器。整合基础设施“对于数据中心的运营效率有着非常积极的作用。”库格林说，“因为IT部署的物理尺寸较小，IT经理管理的权限更有限，而当服务器的数量减少了30-50%时，带给总功率的节约才会更有意义。”

　　这种方法旨在通过提升机架层面的电力，降低数据中心的总功率(其具有双重的好处，因为其同时也降低了冷却要求)。“其实，每一台服务器的电力需求大大增加，但总体而言，总功率是可以下降的，因为所需要的服务器数量更少了。这便是高密度数据中心为何变得如此重要的原因了，他们是让一切基础设施得以整合的关键。今天的服务器可以轻松地实现每台机架单元达到500瓦到1千瓦! ”