마이크로소프트? / 김대우 이사
예측 7: 2028년까지 전력 부족과 지속 가능성(Sustainability) 요구로 인해
데이터 센터의 60%가 맞춤형 반도체(Custom Silicon), 액체 냉각(Liquid Cooling),
마이크로그리드(Microgrids) 및 내구성 강화(Ruggedization) 같은
맞춤형 솔루션을 채택할 것입니다.
- IDC FutureScape: Worldwide Cloud 2024 Predictions
클라우드 데이터센터와 ESG
2024년 여름은 참 더운 여름이었습니다. 기후변화가 느껴집니다. 기후 변화와 마찬가지로 데이터센터 비즈니스와 데이터센터의 미래도 크게 변할 것이라는 예측이 나왔습니다.
두 가지 주요 이유가 있는데요. 첫 번째는 전력 부족 문제가 아주 심각한 수준에 도달했기 때문이며, 두 번째는 지속 가능성 요구에 의해 변화를 겪고 있기 때문입니다.
[데이터센터의 전력 사용량 증가 추이- azuraconsultancy]
따라서, 2028년까지 데이터센터 업계가 새로운 맞춤형 솔루션을 도입할 것이라는 전망이 나왔습니다. 서두에 적혀 있듯이 맞춤형 반도체, 액체 냉각, 마이크로그리드, 내구성 강화와 같은 방식이 사용될 것으로 예상됩니다.
맞춤형 솔루션이 무엇인지, 같이 차근차근 살펴보겠습니다.
[데이터센터의 탈탄소, 재생에너지 사용 - ESG 경제]
데이터센터와 전력부족
먼저 살펴볼 부분은 전력 부족 문제입니다. 데이터 센터에는 수많은 서버가 존재하며, 이는 엄청난 전력을 소비합니다. 우리가 데이터를 클라우드에 저장하고 사용할수록 전력망에 큰 부담이 됩니다.
클라우드 컴퓨팅, 빅 데이터 분석, 인공지능(AI) 등의 기술 발전으로 데이터센터의 데이터 처리량이 급격히 증가하고 있습니다. 이런 작업이 전력 소비를 크게 늘리는 주요 원인 중 하나입니다.
데이터센터에 촘촘히 배치된 서버는 더 많은 열을 발생시키며, 이를 냉각하기 위한 추가적인 전력이 필요합니다. 전통적인 공기 냉각 방식은 효율성이 떨어져 더 많은 전력을 소모하게 됩니다.
그렇다면, 이러한 문제를 어떻게 완화할 수 있을까요?
맞춤형 반도체
이러한 문제를 완화하기 위해 맞춤형 반도체 솔루션이 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 예를 들어, OpenAI의 ChatGPT와 같은 LLM AI 서비스에 최적화된 맞춤 칩을 제작해 사용할 수 있습니다. 특정 작업에 맞춘 프로세서와 하드웨어를 설계하면 에너지 효율이 크게 높아져 전력 소비와 탄소 배출을 줄일 수 있습니다.
[Microsoft의 Maia 100 AI 칩 - 와트당 성능(전성비) 최적화를 목표로 제작]
맞춤형 반도체는 AI 추론(Inference)과 같은 작업에 최적화되어 있어 불필요한 전력 소비를 줄이고, 에너지 효율을 극대화할 수 있습니다. 이는 데이터 센터의 전력 소비를 줄이고, 비용을 절감할 수 있습니다.
또한, 특정 작업에 특화된 구조로 설계하고 해당 기능을 제공해, 일반적인 범용 프로세서보다 높은 성능을 제공합니다. 이는 연산 처리 속도를 크게 높이고, 데이터 센터의 운영 효율성을 높일 수 있습니다.
발열 제어에도 효과적입니다. 효율적인 전력 소비로 발생하는 열을 줄여, 데이터 센터의 냉각 소비를 줄일 수 있습니다. 액체 냉각 기술과 결합해 데이터 센터의 냉각 비용을 줄이고, 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
마지막으로, 특정 데이터 센터의 요구에 맞춰 반도체를 설계할 수 있어, 다양한 연산에 유연하게 대응할 수 있습니다. 이는 데이터 센터의 운영 효율성을 극대화하고, 다양한 업무에 최적화된 처리 능력을 제공가능합니다.
액체 냉각(액침 냉각)
두 번째는 액체 냉각 기술입니다. 고가의 PC에서 보셨을지도 모르겠네요. 기존의 팬을 돌려 공기로 냉각시키는 공랭식과 달리, 액체 냉각 방식은 열을 더 효과적으로 배출하여 데이터 센터 서버의 냉각 성능을 획기적으로 높일 수 있습니다.
액체 냉각은 높은 냉각 효율을 제공해 에너지 사용량을 줄이고 하드웨어 수명도 늘릴 수 있는 장점이 있습니다. 따라서, 더 적은 전력을 소비해 비용을 절감할 수 있으며, 서버를 밀집 배치해 데이터센터 공간을 효율적으로 사용 가능하게 합니다.
이렇게, 액체 냉각 기술은 데이터 센터의 냉각 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.
특히, 액침 냉각(Immersion cooling) 비즈니스는 IT 장비를 전체적으로 냉각액에 침수시켜 냉각하는 방식으로 높은 냉각 효율을 제공하는 방식입니다. 국내에도 액침냉각 업체가 여럿 비즈니스를 전개하고 있으니 참고하세요.
마이크로그리드
마이크로그리드 또한 데이터 센터의 중요한 전력 인프라가 될 것으로 예상됩니다. 마이크로그리드는 소규모 독립 발전 시스템으로, 데이터 센터가 자체적으로 전기를 생성하고 관리할 수 있게 합니다.
마이크로그리드를 사용하면 독립적인 전력망으로 운영될 수 있어 기존 중앙집중적 전력망에 대한 의존도가 줄어들어 전력 자급자족이 가능해지며, 지속 가능성도 높아집니다. 아울러, 가동 중단의 위험도 줄일 수 있습니다. 마이크로그리드는 데이터 센터의 전력 안정성을 높이고 효율성을 극대화할 수 있는 솔루션입니다.
재생에너지와 에너지 저장 시스템을 활용하면 전력 비용 절감 역시 가능합니다. 예를 들어, 낮시간에 태양광 패널로 수집한 전력을 저장해 사용량이 많은 피크 시간대에 사용할 수 있어 전력 비용을 낮출 수 있으며, 전력 소비 패턴도 최적화할 수 있습니다.
끝으로, 모듈식 설계가 가능해 데이터센터 규모 확대와 축소가 진행되면 유연하게 크기 조절이 가능한 장점이 있어 안정적인 전력 공급이 가능해집니다.
내구성 강화(Ruggedization)
데이터 센터의 내구성 강화는 여러 환경 조건과 물리적 충격에 대한 저항성을 높여, 안정적이고 신뢰성 있는 운영을 보장하는 것을 의미합니다. 고온, 고습, 먼지, 진동과 같은 환경이나 지진, 침수와 같은 자연재해에 노출될 가능성이 높은 데이터 센터에 필수적입니다.
이런 내구성 강화를 위해 데이터센터에 실시간 환경 모니터링 장비를 추가해 실시간으로 온도, 습도, 먼지 등의 환경 변화를 감지해 즉각 대응 가능한 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 환경을 구축할 수 있으며, 내진 설계와 방수/방진 설계로 제작해 장비와 인프라를 보호하는 비즈니스가 주목받고 있습니다.
마침
데이터 센터 산업은 전력 부족과 지속 가능성 요구라는 두 가지 큰 도전에 직면해 있습니다. 이러한 도전을 해결하기 위해 데이터 센터는 맞춤형 반도체, 액체 냉각, 마이크로그리드, 내구성 강화와 같은 혁신적인 솔루션을 도입하고 있습니다. 2028년까지 데이터 센터의 60%가 이러한 맞춤형 솔루션을 채택할 것으로 예상되며, 이는 데이터 센터의 에너지 효율성을 높이고, 탄소 배출을 줄이며, 운영의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 기여할 것으로 예측됩니다.
이러한 변화는 단지 데이터 센터의 미래뿐만 아니라, 더 나아가 지속 가능한 비즈니스 모델을 구축하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 데이터 센터가 지속 가능성을 추구하는 과정에서, 기업들은 보다 환경 친화적이고 경제적으로도 효율적인 운영을 통해 장기적인 경쟁력을 확보할 수 있을 것입니다.
참 고 문 헌
- https://www.idc.com/research/viewtoc.jsp?containerId=US51294723
- https://www.azuraconsultancy.com/
- https://www.esgeconomy.com/news/articleView.html?idxno=6729
- https://news.microsoft.com/source/features/ai/in-house-chips-silicon-to-service-to-meet-ai-demand/
- https://m.khan.co.kr/economy/economy-general/article/202308231603001
- https://www.datacenterdynamics.com/en/marketwatch/how-do-microgrids-support-net-zero-carbon-data-center-objectives/
- https://www.sedaily.com/NewsView/2DECRLTWR5
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