随着信息社会的高速发展，人们对数据中心越来越依赖，同时也需要数据中心处理更多的数据，部署更多的应用，这就要求数据中心的能力要不断提升。然而提升单位面积上计算处理能力并非是一件容易的事情，这就需要通过扩大设备的体积，容纳更多的元器件从而达到提升处理能力的目的，这样产生的后果就是设备越做越大，越做越重。一台高端的网络设备甚至要四个大小伙儿才能抬得动，数据机房里的空调更是庞然大物，必须要用专业的工具才能挪动。这样体量的设备给数据中心带来了不少麻烦，一旦安装上，再搬动都是很困难的事，这样重量的设备也增加了不少安全隐患。我们都知道汽车和飞机为了节省燃油，对汽车和飞机做了很多的减轻重量的设计，尤其是飞机，不仅在材料上下了很多工夫，在结构设计上也做了很多考虑。这种对汽车和飞机做减重设计的方法叫做“轻量化”设计，轻量化在现代机械制造几乎所有的领域中都成了最重要的目标之一。如今的数据中心设备越做越大，越做越重，轻量化设备必然提到日程上来。

所谓轻量化设计是对构件进行设计，使构件在满足使用要求的情况下，尽可能地轻。这样所能带来的好处是显而易见的，一方面可以节省材料，另一方面可以在运动结构的动力系统中节省能源，降低设备的设计成本。轻量化设计可以从材料，结构，外型等方面做文章，如今已经演化成为一门专门的学科。一般轻量化设计的原则，即如何在构造设计中通过相对小的和简单的改动来节约构造的质量（由此降低重量），并大幅提高结构的承载能力，具体设计时有拓扑优化、形状优化、参数优化与材料优化等方法。数据中心由于有很多设计上的标准要求，比如明确规定了数据机房机柜的尺寸，显然设备如何设计长度和宽度方面是无法在扩大的，否则设备会放不进机柜，那么只能在高度上做文章，当然也不是无限制的高，一般机柜的高度在2.2米左右，这样一台数据中心设备的外形尺寸几乎是固定的，无法在外形结构上做轻量化的设计。考虑到数据中心并不同与汽车和飞机，重一些并不增加能耗，为了降低成本，所以一般采用的都是钢性材料（不能采用塑料，在温度较高的情况下塑料易变型，易燃，一般数据中心不采用塑料），本身也比较重，如果采用铝各金等轻质材料则会大大增加设备的成本，数据中心设备基本不会采用。

既然无法在材料上，外型上做轻量化设计，那得在其它方面进行优化。首先对设备外部的机框做评估，是否现有的机框厚度有冗余，对现有的机框做稳定性分析。所谓的稳定性分析就是对设备做压弯、倾斜、凸起、击穿、颤动等测试，设备不变形，对设备性能不构成影响。经过稳定性分析，如果原有的机框厚度有冗余，就采用薄壁设计。其次，在不影响原有设备稳定性的情况下，减少内部螺钉螺帽的数量，减少支撑架的数量。尽量采用部件耦合连接的方式，而不是通过螺钉螺帽来固定。每个地方都减少几个，积少成多就会降低设备整体的重量。第三，拓扑上的优化。如果在造型上有很大的自由度，则可以借助拓扑优化的方法在设计空间内对材料进行适当分配，以便于在设计空间内或者借助设计空间来传导载荷，采用拓扑优化的方法可以在设计空间内设置适当的孔、间隙和肋的位置，这样设备整体所用的材料，自然也能够达到减轻重量的目的。还有就是可以采用薄壁空心型材料，使用具有足够刚度的、较轻的泡沫填充，会增加抵抗局部不稳定的安全性和能量吸收能力。第四，PCB排版优化。这方面的优化一般在半成品时就开始考虑轻量化设计，一旦设计开发完成很难再去对PCB的排版变更。通过优化PCB的排版，充分利用现有的空间放置更多的器件，达到缩减设备尺寸的目的。PCB的排版也不能过密，否则通风也是大问题，反而还要增加风扇的体积，增大吹风量，这样就需要在两者之间找到一个最佳的平衡点。最后，在轻量化上已经没有更多方法时，就要从搬移的便利性上下功夫。比如，可以在设备的两边多加两个挂耳，挂耳可拆卸，以便可以让更多人同时搬移设备。还可以在设备下面增加滑轮，这样方便设备移动，放入机柜后滑轮还也可以拆卸。设备的插卡、风扇、电源等部件都要方便拆卸，当将这些部件都拆除时，就可以大大减轻设备的重量。当将设备放入机柜后，再将这些部件一一放入设备机框里，这样方便设备搬移。

数据中心设备的轻量化设计并不是仅仅考虑的是减轻重量，不难看出这些轻量化设计本身也是一种降低设备成本的方式，通过减少设备用料，本身就是最好的降成本方式。所以考虑设备方便搬移只是一个方面，最重要的是考虑降成本。通过轻量化设计，降低数据中心产品的成本，提升数据中心产品的竞争力。所以，数据中心设备的轻量化设计的宗旨其实是为了降成本，不过也不能为了降成本一味地减少材料，在轻量化体系的评估与设计中，需要注意到与强度和刚度有关的标准，避免过度的轻量化设计导致设备易出现大的变形，刚度主导上的不稳定性（如压弯或者凸起）等失效问题。在数据中心日益竞争激烈的市场里，轻量化设计是数据中心产品必须要考虑的重要部分，是提升产品竞争实力的法宝，未来的数据中心产品将自始至终贯穿着轻量化的设计思维。