动力和冷却问题是数据中心最普遍的问题，全世界很多数据中心因为低效的动力供给和冷却能力不能达到高密度设备的要求而过时。服务器，特别是刀片服务器的建造目标是高密度，这就使问题越来越恶化。数据中心的高密度并不是一个大问题，当前刀片服务器以及动力和冷却系统的低效才是症结的关键。因此，在新建IDC机房时，将机房定位在高密度机房，将更有利于延长整体机房的使用寿命。
近年来，机架的供电密度提高10倍，过去一个机架功耗为2-3kW，现在却能高达20kW。这一切都造成机房耗电和内部发热量急剧增加，给解决高密度数据中心供电和散热问题带来了严峻的挑战。高密度数据中心虽然与大多数数据中心一样也必须致力于提高能效，但它们在供电和散热两方面都对机房基础设施的容量规划和电源和制冷设施建设提出了更高的要求。
一、机房环境的标准和可靠性问题
IDC机房的环境标准，在不同的运行维护规范中略有不同，但基本的指标范围大同小异。温度一般在18~25℃范围内，相对湿度在40~70%范围内，洁净度满足国家规范要求等。机房等级的不同，指标的范围会有所不同，越是等级高的机房，允许波动的范围越小。那么是不是高等级的机房一定就具备高可靠性呢？
这是个颇具争议的问题，也一直有应该破除不同等级机房环境要求不同的指标的呼声存在，建议只针对服务器运行需要的环境，建立统一的标准，指标宽一些，运行中根据地域、季节等条件，在不影响服务器正常运行的情况下，选择合理的环境控制点；在设备选型、系统配置上，对不同级别的机房应有所区别，级别包的机房使用价格较高而品质好的设备，级别低的机房使用价格较低但品质差一些的设备，以减少低级别机房的初次投资，提高高级别机房的可靠性。
二、冷却方式问题
冷却方式的选择，应根据发热量不同来确定。冷却方式目前有5种，即空气自然对流辐射、强迫风冷、空气冷却板（散热片加风扇）、液体冷却板（强制间接液冷）和蒸发冷却（变相冷却）。其中空气自然对流辐射因冷却效果差而未采用，机架内采用强迫风冷方式，服务器内基本采用空气冷却板方式。
液体冷却板方式的冷却效果是空气冷却板的10倍，但由于要将冷水通入机架设备，存在一定风险，绝大部分决策层拒绝接受这一方式。但这种方式由于冷的载体是水，热容量明显大于空气，管路小、效果好，能将目前的单机架散热量提高一个数量级，应该是一个发展方向。
蒸发冷却效果是目前强迫风冷的数千倍，但系统过于复杂，并且机架内的热量并未达到如此密度的情况下，国内外没有过多报道。
根据目前机房运行标准工况，机架底部在假地板上的开口一般在60×60cm，冷风从地板进入机架后，改道在前面板与服务器之间的送风空间，这之间的距离一般在20cm左右，即风道截面积最多只有60×20cm，自此工况下，有数据表示，即使只满足6kW的功率密度，也需要风速达到5.8m/s，这是非常高的。因此要超过这一极限，就必须考虑改变风冷这个方式，改为液体冷却柜，冷水直接冷却服务器芯片，而冷风系统只负责机架周边环境。
三、分解气流组织，逐个解决
气流组织是目前IDC机房空调迫在眉睫需要解决的核心问题。气流组织的目的是让空调输出的冷空气按照我们设计的意图，保证按照流量和流速，均匀地分配到目标设备上，而不是任其自动平衡。由于气流是动态变化的，且看不到摸不着，虽有一系列的计算方法，但实际应用中却偏差很大。因此，将气流组织问题分解，逐个解决是一个有效的办法。
IDC机房气流组织在结构上可以分为3个层面，即机房气流组织、机架气流组织和设备内的气流组织。
1、机房气流的组织
国内运营商多年的实践及经验积累表明，IDC机房采用架空地板下送风的方式是正确的，这是目前的共识。架空地板保证一定高度(通风净高至少40cm)，同时将地板下的线缆清理干净，保证送风通道的通畅也是关键之一。空调送风距离不宜过长，送风超过15m的机房，效果普遍不好。
由于上送风中，气流是以射流方式在机房中扩散分布的，所以只要气流有足够的动压(也就是气流速度)，就能满足要求。对于下送风，地板下为静压箱，所需要的是静压，只有保持静压箱中有足够的静压且静压的分布趋于相对均匀，才能保证每个机架的气流量。
接力风机可以放置在每个机架的下端帮助机架进风，也可以放置在机架走廊上部帮助空调回风。这样的做法肯定会起到一定作用，其害处是使气流组织问题变得更复杂和混乱。所以接力风机的使用是值得思考的。
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3、机架气流的组织
机架气流的组织往往被忽视，但它却是关键环节。由于上送风方式被逐步替代，因此这里只探讨下送风方式的机架气流组织。现在机架中气流组织所应用的方式大多为异程方式，地板送出的风经最下面的设备加热，在向上流经第二个、第三个服务器，直至机架顶部，冷气流还会直接吹到机架后部，直接与服务器排出的热气混合，以降低机架排风温度，在极端情况下，只能靠顶部风扇排风来帮助拔风。这样做的害处是:
1）冷空气没有完全用于冷却设备，只是控制了机架排风温度。
2）目前使用的很多机架，服务器前面板之间末做挡板，使后部排风通过服务器之间的空隙再次回到前腔，于是越是上面的设备，进气温度越高，工作环境越差。
3）气流没有规律，靠热流和风压自由平衡。
建议使用同程送风的方式，在机架前设置进气腔，门板全密封，进气腔厚度为15-20cm(高功率机架应进行计算，以风量除以风速，确定通流截面积来确定进气腔厚度)。机架后面板为穿孔板，允许气流从后部排出，在机架后部保留20cm以上的排气腔，用于排风和走线，在服务器之间安装挡板，以防止气流直窜。
机房整体布局时采用冷热风道的方法，有利于回风。这样的方式，使气流从进口到出口，流过的距离基本相同，且全部用于设备冷却，效率比较高。
3、设备内的气流组织
设备内的气流组织不是运行商考虑的问题，而是设备制造商需要解决的问题。但我们应关心设备是否是前进风、后排风，还有排风位置是在服务器的左侧还是右侧，因为设备排风的方向对气流组织的影响还是很大的。
四、按需选择合适的制冷方式
使用集中供冷还是分散供冷方式，一直争议很大。集中方式就是采取大型冷水机组，在末端采用空调箱(风机盘管)。其优点是制冷效率高、运行管理方便；缺点是水进机房风险加大、水管路存在单点故障、冷水机组在备份不足时也是单故障点、初期建设投资量大等。
多数运行商广泛采用的是分散供冷方式，即使用风冷型专用空调，一个机房需要安装很多台，保证性很好，但缺点也很明显：
1）数量众多，相对故障几率也多。
2)空调室外机布置难度大,常常由于室外空间有限导致室外机分布过于密集，导致室外机排除的热风相互干扰。
3）夏季气温高时容易高压跳机，在高温天气未消除之前，问题很难解决。
因此采用集中制冷方式，还是采用风冷专用空调方式，需用户自行判断选择，并不存在孰对孰错的问题。
五、机架标准化问题
机架标准化是设备安装标准化的基础，是负荷均衡的基础，也是气流组织的基础。将机架标准化，对设计、运行、维护都是有好处的。可惜的是，国内投入运行的机架很难见到一模一样标准的，大多是一批建设的机架是一个样子，不同品牌的机柜各不一样。
机架标准化，主要指标是机架标称功率，在标称功率下，确定机架的外型尺寸，然后确定内部安装结构，同时考虑气流组织。机架高度以2.0-2.2m为宜，不应太高，内部安装空间以42U为宜；宽度为60cm，适合安装标准48cm(19英寸)设备；厚度大于110cm；机架顶部偏后的位置按风量安装排风扇，风量为机架设计风量的1.5-2倍。
机架的标准会随设备的升级换代逐步演变，以上的标准在目前应该是适应的，但大功率的机架，应再提高标准。
六、节能措施的利用
通信运营企业，运营企业离开电是无法生存的。因此，节能减排也是通信运营企业的生命线，谁能在节约电能上做得更好，谁就会在今后的竞争中占得先机。但通信机房节电也是有前提的，要在确保通信设备安全正常运行的情况下，实现机房节电的目的。机房内的网络系统设备电耗是必要的，除非有革命性的突破，否则其用电量下降是非常困难的，因此节电的关键对象是空调设备。
目前，节能的方法有很多种，全国各运营企业也都在常识各种节能措施。节能方法一般有3种，***种是不用或少用空调设备，第二种是使用廉价的能源，第三种是技术改进。
***种主要是涉及管理和规范问题。例如机房中的温度设定，在夏季，机房设定温度每下降1℃，能耗就会增加6%-8%；又例如某些机房服务器只上了30%，但空调却全开。凡此种种，只要加强管理和制度执行，仅需要很少的管理成本，就可以取得很大的效果。
第二种与国家政策和地域气候相关性比较大。例如充分利用地区性的峰谷电价，采取蓄冷等方法，虽然多用了电能，但费用会有明显下降，而且多用的电能是谷时电，对于电网是有利的；又例如我国大部分地区每年有很长时间气温是低于18℃的，充分利用这一自然冷源，采用经济盘管、热管导热、空气全热交换或新风处理后进入机房等方法，是会取得很好的节能效果的；当然一切稳定的低温体，例如自然水体，均可以作为我们利用的对象。由于中国地域辽阔，气候多样，我们应该根据自己地域特点来应用，北方可用性强，南方可用性差一些。
第三种是技术政迸方法。这也是最常用的节能方法，但采用时有一定风险。技改如同医生看病，必须先进行诊断，然后对症下药。技术改进是需要大量投资的，投资费用与节能回报率之间的关系必须要考虑。就目前的设备而言，其使用年限都在10年左右，如果节能改造的投资回报周期超过设备使用期限，就意味着永远不可能回收成本，是失败的节能改造。
空调技术改进的方法一般有提高压缩机效率、改善冷凝效果、提高空调制冷循环工况、使用变频技术、改善气流组织等，应该根据目前使用系统的结症所在，进行有针对行的改造，否则很难保证技术改造的效果。
因此节能是一个实践性很强的工作，不要紧紧盲从，轻易听信厂商的介绍，应不断地从实践中逐步积累经验，逐步提高。
