如今，云計算和IT采用的增長仍然持續不減。云計算服務提供商市場格局將由來自美國和中國的少數公司主導，這些公司部署了公司擁有的超大型數據中心。

在可預見的將來，由于許多企業決定放棄擁有自己的數據中心，并將應用程序遷移到云平臺，這些少數公司將會占據云計算市場的大部分增長。圖1顯示了2020年的超大規模數據中心的預計增長，以及預期在這些數據中心駐留的服務器的百分比。到2020年，預計大規模客戶將會采用所有售出的服務器的47%。

對于諸如惠普和戴爾這樣的傳統硬件提供商來說，這種情況預示著更窄的客戶群，同時將擁有更高的技術敏銳度和更密切的關注底線。HPE和戴爾將看到他們為超大規模客戶提供的服務器超過了“無名”白盒供應商，并可以更好地提供客戶需要的產品。標準的服務器配置并不再適合所有客戶。越來越多的人將開放式計算作為一種降低成本和提高效率的途徑。

新的網絡拓撲將為超大規模數據中心的南北向流量和東西向流量帶來更高的帶寬。 Facebook公司已經公開了基于商品交換機設計的規范，并向全世界展示了軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)的諸多優勢。

對于超大規模數據中心運營商來說，電力輸送和冷卻新方法的創新使其設施中的機架功率密度得以提高，亞洲服務器租用 歐洲服務器，同時提高整體基礎設施的效率，從而產生極低的PUE。以下討論了電力基礎設施在使超大規模數據中心盡可能可靠和高效運行方面發揮的作用。

誰是超大規模廠商?

當今網絡上最強大的廠商名字是互聯網熱潮期間在20世紀80年代和90年代開始發展的超大規模廠商。微軟公司成功打造成了當今超過900億美元的龐然大物，其產品從全球數據中心足跡推動的操作系統和辦公軟件包轉向SaaS(Office 365)和PaaS(Azure)。亞馬遜公司于1994年開始從一家在線書商成為了一個價值1700億美元的電子商務巨頭，并且還成為全球規模最大的云計算服務提供商。

Facebook公司是全球最大的社交媒體企業，在全球各地擁有眾多大型數據中心。阿里巴巴是中國規模最大的電子商務商，并且正在將其數據中心覆蓋范圍擴展到國外。谷歌在20世紀90年代開始時是從一個研究項目發展起來，并迅速成長為互聯網上最大的搜索提供商。該公司也依賴多個地區的海量數據中心來提供用戶在搜索網絡時所期望的快速性能。其他大型且快速增長的超大規模數據中心運營商還包括蘋果、騰訊、百度、eBay等。

大多數超大規模數據中心的建設者都擁有自己的基礎設施。超大規模數據中心運營商原本采用HPE、Dell EMC、思科等公司制造的硬件，如今轉向采用臺灣和中國ODM廠商(如廣達、英業達、富士康、超微、浪潮等)提供的低成本、專用定制和“開放式”計算和網絡解決方案。

功率密度和冷卻對超大規模設計的影響

在過去的幾十年中，數據中心行業的機架功率密度與計算和存儲密度相應地增長。如今在單一機架中的服務器和硬盤比以往任何時候都要多。而一個典型的IT機架的軸功率為1-3千瓦，如今20到40千瓦的負載在單個機柜中也是常見的。美國國家可再生能源實驗室報告表明，每機架30千瓦的部署普遍存在。

谷歌公司的全球基礎設施負責人Joe Kava表示，該公司在2015年使用了5.7兆瓦的能源。其中數據中心的能耗占了絕大多數，這也是谷歌公司為其云計算園區采購可再生能源獲得領先地位的原因。

基于英特爾、AMD、NVIDIA和ARM的最新芯片技術提供的新服務器每秒可提供更高的運算速度和每瓦操作性能。與此同時，數據中心房地產的成本在大多數市場上漲，導致運營商尋求更高的IT機柜來更有效地利用空間。有的運營商甚至采用一個裝滿IT設備的高大圓柱，但密集的部署將會產生大量散熱問題，云主機租用，數據中心架構師必須采用空氣或水作為冷卻介質。有一些數據中心設施同時部署這兩種冷卻方式。

高效的空氣冷卻措施需要遵守各種設計原則：

•更改設備的部署方向，以創建自然的熱通道和冷通道。

•在空置的機架空間使用盲板以確保冷空氣不會泄漏到熱通道中。

•實行熱通道或冷通道遏制。

•自然對流可以通過精心設計的設施流動空氣，冷空氣下沉到地板上，熱空氣上升到天花板。因此，對冷通道采用高架冷空氣設計，并在機架背面提升天花板或煙囪，以驅動空氣通過IT系統。

絕熱冷卻依賴于通過體積膨脹引起的氣壓變化來減少熱量的過程。在數據中心中使用絕熱過程以促進有效利用水和電的“自然冷卻”方法。