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고성능 GPU 등장 속 데이터센터 열 관리 주목…수랭식 넘어 '액침냉각'에 기웃"차기 그래픽처리장치(GPU)인 '블랙웰'부터는 데이터센터에 수랭식(흐르는 물)을 도입하기 바랍니다."
전 세계 인공지능(AI) 칩 시장을 장악한 엔비디아가 최근 데이터센터를 운영하는 업체들을 향해 이처럼 경고하고 나섰다.AI 열풍으로 고성능 GPU 도입이 늘어나면서 현재 공랭식 위주로 운영되는 데이터센터에서 열 관리가 감당되지 않는다고 판단돼서다.
8일 업계에 따르면 국내서 자체 데이터센터를 보유하고 있는 삼성SDS,LG CNS 등 일부업체들은 최근 수랭식보다 한 단계 더 발전한 '액침냉각' 시스템 도입을 잇따라 추진 중인 것으로 파악됐다.온도가 일정 수준 이상 올라가면 화재 위험이 커지는 데다 서버를 식히는 냉각장치에 들어가는 전기 소비량이 갈수록 늘어나는 만큼,에너지 낭비를 줄이기 위해 국내 기업들도 대안 찾기에 적극 나선 분위기다. SK텔레콤은 지난해 11월 인천사옥에 AI 서비스를 위한 전용 데이터센터를 구축하며 액침냉각 기술을 이곳에 올 하반기 중 본격 도입하겠다는 계획을 밝혔다.(사진=SK엔무브) 
액침냉각 시스템은 특수 액체인 냉각유에 데이터 서버 등을 담가 열을 식히는 열관리 기술로,기존의 공기 냉각 방식에 비해 훨씬 높은 냉각 성능을 제공한다.또 기존에 일부 부품에만 냉각 시스템을 적용했던 것에서 한 걸음 나아간 기술이란 평가도 받는다.
기존에 많이 쓰이던 수랭식,공랭식 시스템은 기계를 차가운 물이나 공기를 활용해 식히는 간접적인 냉각 방식이다.반면 액침냉각은 액체 상태의 냉각유가 기계를 휘감아 온도를 내리는 더 직접적인 냉각 시스템으로 분류된다.
수랭식 시스템은 차가운 공기 활용해 열을 식히는 공랭식보다 약 20% 적은 에너지를 사용하는 것으로 알려졌다.액침냉각은 공랭식보다 전력효율을 약 30% 이상 개선할 수 있는 것으로 전해졌다.이에 업계에선 액침냉각이 데이터센터의 전력 사용량을 절감하고 향후 운용 비용을 낮출 뿐 아니라 공간 활용도를 높이는 데 더 기여한다는 점에서 크게 주목하고 있다.
업계 관계자는 "현재 많이 쓰이는 공기 냉각 방식은 전력 사용 효율성이 액침냉각 기술보다 낮은데다 소음도 높다"며 "초기 비용과 운영 비용을 고려해야 하지만,전력 비용 절감과 높은 냉각 성능을 고려하면 장기적인 비용 절감 효과를 기대할 수 있다"고 설명했다.
국내에서 액침냉각에 가장 큰 관심을 보이고 있는 곳은 SK텔레콤이다.지난해 11월 인천사옥에 AI 서비스를 위한 전용 데이터센터를 구축하며 액침냉각 기술을 이곳에 올 하반기 중 본격 도입하겠다는 계획을 밝힌 바 있다.
이를 위해 SK텔레콤은 업계 최초로 실제 IDC 환경에서 액침냉각 기술 효과를 입증했다.SK엔무브,미국 GRC와 손잡고 지난해 6월부터 약 4개월간 테스트를 진행한 결과,기존 공랭식 대비 냉방 전력의 93%,애틀란타서버 전력에서 10% 이상 절감돼 총 전력 37%를 줄일 수 있었던 것으로 분석됐다.
삼성SDS는 지난 2022년 12월 가동을 시작한 동탄 데이터센터에 수랭식 시스템과 함께 액침냉각 시스템 적용을 위한 관련 인프라도 갖춰놓은 상태다.다만 국내 기업들이 비용 부담과 함께 액침냉각에 대한 신뢰가 적어 적극 활용에 나서지 않아 시설을 비워 놓은 채 운영되고 있다.
LG CNS는 오는 2028년께 부산 데이터센터에 액침냉각 방식을 적용하기 위해 연구 중이다.현재 이곳에는 '빌트업 항온 항습 시스템'이 적용돼 있는데,이 시스템은 차가온 공기를 순환시켜 열을 식히는 기존의 항온항습기보다 한층 진화된 방식으로 평가된다.이를 통해 LG CNS는 연간 냉방 전력 35%를 이미 절감하고 있다.
다만 다른 대기업 SI 업체들과 달리 SK C&C는 판교,대덕 등에서 데이터센터를 운영 중이지만 액침냉각 방식은 따로 검토하고 있지 않은 것으로 파악됐다.비용 부담이 큰 만큼 고객사들이 원하면 도입을 고려하겠다는 입장이다. 카카오 데이터센터 안산 전산동 3층 서버실 (사진=카카오) 
KT클라우드,NHN클라우드,카카오엔터프라이즈 등 국내 클라우드 서비스 제공 사업자(CSP)들도 데이터센터에 아직은 액침냉각 도입에 미온적이다.네이버클라우드만 춘천,세종에 위치한 데이터센터에 액침냉각 도입을 검토 중이나,구체적인 일정은 아직 미정이다.
대신 KT와 NHN,카카오 등은 국내에 아직 적극 도입되지 않은 수랭식에 많은 관심을 보이고 있다.KT는 내년에 오픈하는 가산 데이터센터에,카카오는 향후 건립될 제2데이터센터에 수랭식을 처음 도입할 계획이다.NHN은 현재 판교 데이터센터와 광주 국가 AI 데이터센터 모두 공랭식을 도입했으나,액침 및 수랭식 시스템 등 다양한 냉각 방식에 대한 기술 검토를 이어나가고 있다.다만 KT는 액침냉각 시스템 전문기업 이머젼4와 데이터센터 액침 냉각 시스템 적용을 위한 MOU(업무협약)을 체결했다.
업계 관계자는 "최근 구글,마이크로소프트(MS),메타 등 글로벌 빅테크 기업들은 자체 데이터센터를 설립할 때 공랭식 대신 수랭식 시스템을 중심으로 적용하는 추세"라며 "AI 기능이 고도화되면서 고성능 GPU를 써야 하는 경우가 점차 많아지고 있는 만큼,애틀란타데이터센터 냉각 시스템 구축에 대한 기업들의 고민도 늘어날 것"이라고 밝혔다.
그러면서도 "아직까지 국내에선 수랭식을 도입한 기업들도 많지 않은 상황에서 액침냉각의 안전성에 대한 불신이 여전하다"며 "국내에서 액침냉각이 널리 쓰이는 데까진 상당한 시일이 걸릴 것으로 보인다"고 덧붙였다.
