발열 잡기 위해 액체 냉각 도입 속도 내는 통신사들... 바닷물 이용한 방식도 개발

작성일 08-04

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 통신 3사 액체 냉각 기술 검증 완료 공랭식 냉방 방식 대비 60%가량 전력 절감 가능 엔비디아 GPU ‘블랙웰’ 도입하려면 액체 냉각 기술 필요 MS·AWS·구글 등 글로벌 빅테크 데이터센터 액체 냉각 방식 전환 완료 발열 식히려면 물 80% 증발... 대안으로 해수 이용 냉각 방식 급부상 
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 그래피=손민균
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 인공지능(AI) 사용량 급증으로 데이터센터 발열을 잡기 위한 전력 소모가 커지자, 국내 통신사들이 물을 이용한 액체 냉각 기술 개발에 열을 올리고 있다. 전력 소비가 큰 공랭식 냉각 방식 대비 전력 사용량을 획기적으로 줄일 수 있어서다. 이미 액체 냉각 기술을 도입한 해외 빅테크들은 냉각 시스템 운용을 위한 전력 소비가 필요 없는 해수를 이용한 새로운 냉각 방식 개발에도 박차를 가하고 있다.
 ◇ 전력 효율 높은 ‘액체 냉각 방식’ 전환 속도 내는 통신사들
 4일 업계에 따르면 국내 통신사들이 기존 공랭식 냉각 방식을 대체할 액체 냉각 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 가장 적극적인 통신사는 LG유플러스다. LG유플러스는 지난 달 31일 경기도 안양의 평촌2센터에서 액체(액침) 냉각 기술을 시연하는 실증(PoC) 행사를 개최했다. 오는 2027년 하반기 준공 예정인 LG유플러스의 파주 AI 데이터센터도 액체 냉각 기술 적용이 가능하게끔 설계됐다. SK텔레콤이 아마존웹서비스(AWS)와 손잡고 2027년 울산 미포 국가산업단지에 구축할 예정인 국내 최대 규모 AI 데이터센터 역시 액체냉각 방식이 도입될 것으로 알려져 있다. SK텔레콤은 2023년 액체 냉각 기술 검증을 통신 3사 중 가장 먼저 마쳤다. KT도 지난해 8월 자회사 KT클라우드를 통해 데이터센터 열관리 기술인 액침 냉각의 기술검증을 완료했다.
 국내 대부분의 데이터센터는 공랭식 냉각 방식으로 운영 중이다. 공랭식은 서버 내 빈 공간에 시원한 바람을 공급하는 식으로 서버 발열을 잡는 방법이다. 이 방식은 구축 비용이 저렴하지만 전력 소모가 크다는 단점이 있다. 공랭식 냉각 방식 대비 전력 사용량을 20% 정도 줄일 수 있는 수냉식 방식(액체가 흐르는 파이프를 서버 회로에 붙여 열을 내리는 기술)이 국내 일부 데이터센터에 적용됐지만 팬데믹 이후 AI 수요가 급증하면서 수랭식 냉각 방식으로도 데이터센터 발열을 잡기 어려워졌다. 서버를 아예 냉각용 액체에 직접 담그는 방식인 액체 냉각 방식이 부상한 이유다. 업계에 따르면 액체 냉각 방식은 공랭식 대비 60%가량 전력 절감이 가능한 것으로 알려져 있다.
 업계는 통신사들이 향후 데이터센터 냉각 기술을 액체 냉각 방식으로 대거 교체할 수밖에 없을 것으로 전망하고 있다. 엔비디아의 최신 그래픽처리장치(GPU)인 블랙웰이 발열량이 많아 기존 공랭식이나 수냉식으로는 열을 잡기 어려워 국내에서도 액체 냉각 도입이 필요하기 때문이다. 데이터센터업계 한 관계자는 “AI 연산에 사용되는 GPU는 일반 서버 GPU보다 2~3배 이상 많은 발열이 생기기 때문에, 냉각이 제대로 되지 않으면 장비 노후화가 초래될 수 있다”며 “AI 수요 확대로 전력 소비가 늘어나는데다, 발열량이 많은 고성능 GPU를 사용하는 향후 데이터센터가 늘어날 것인데 액체 냉각 방식 도입도 함께 확산될 수밖에 없을 것”이라고 했다.
 ◇ 물 증발로 인한 수자원 부족 우려... 해수 활용 냉각 방식 개발 박차
 구글, 메타, 아마존, 알리바바 등 글로벌 빅테크 기업들은 이미 액체 냉각 시스템을 도입한 데이터센터를 구축해왔다. 하지만 액체 냉각 방식의 장점에도 불구하고, 사용한 물의 80% 이상이 증발된다는 점 때문에 수자원 부족 문제를 심화시킬 수 있다는 우려가 나온다. 오픈AI 최고경영자(CEO)인 샘 올트만도 “챗GPT로 검색을 한 번 할 때마다 물 한방울씩 증발한다”라고 밝힌 바 있다.
 이 때문에 해수를 활용한 냉각 방식도 주목받고 있다. 식수로 활용되는 강물이 아니라 해수를 이용하기 때문에 증발로 인한 수자원 부족 문제도 없고, 해수가 자연스럽게 열을 흡수하므로 서버의 열을 식히기 위한 냉각 시스템도 필요 없어 냉각 장치에 소모되는 전력을 아낄 수 있다.
 마이크로소프트(MS)는 2018년부터 해저 데이터센터 구축을 위한 ‘나틱 프로젝트’를 진행했고, 성공적으로 기술 검증을 마쳤다. MS는 데이터센터를 컨테이너 형태로 만들어 해저에 설치해 운영했다. 중국 데이터센터 회사인 하이랜더도 중국 하이난 섬 인근 바다에 수중 데이터센터 1기를 구축해 운영하고 있다. 한국도 한국해양과학기술원이 SK텔레콤, 현대건설 등 23개 기업 및 기관 등과 협력해 울산 앞바다 인근에 해저 데이터센터를 구축할 계획이다. 업계에 따르면 2027년 쯤 GPU 80개로 만든 ‘수중 데이터센터 모듈’이 해저에 설치될 예정이다.
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