[스마트엔터프라이즈] AI시대 데이터센터 ‘전력난’ 해법은?

[디지털데일리 이안나기자] 챗GPT로 시작된 AI 열풍이 기업들에 새로운 고민을 안겼다. 바로 ‘전력소비’다. 전통적 구글 검색이 건당 0.3와트시(Wh)를 소모하는 반면 챗GPT는 그 10배인 2.9Wh를 소비하는 것으로 알려졌다. AI 이미지 생성은 텍스트 생성 대비 60배 많은 전력이 필요하다.

이러한 AI 서비스 확산은 데이터센터 전력 소비를 급격히 증가시키고 있다. 효성인포메이션시스템에 따르면 일반 서버 1대가 500와트(W) 전력을 소비하는 데 비해, 최신 고성능 AI 서버는 1만1000W까지 소비하는 것으로 나타났다. 데이터센터 전력 수급 문제가 새로운 난제로 떠오르면서 IT업계는 다양한 기술 혁신으로 해법 찾기에 나섰다.

IT업계는 크게 두 가지 방향에서 해결책을 찾고 있다. 먼저 서버 자체 전력 소비를 줄이는 방법이다. 효성인포메이션은 파트너사 엑세스랩과 협력해 저전력 고효율 ARM 서버로 해법을 제시했다. ARM 서버는 기존 서버 대비 50% 더 낮은 전력으로 2배 많은 연산을 처리할 수 있다. 소모 전력과 발열이 낮아 냉각에 필요한 전력도 낮출 수 있어 데이터센터 에너지 소비량을 최대 87%까지 개선할 수 있다는 것이 회사 측 설명이다.

또 하나 주목 받고 있는 방법은 냉각 방식 고도화다. 서버실 온도를 낮추기 위해 쓰이는 전력이 전체 데이터센터 전기 사용량의 절반 가까이 차지하고 있기 때문이다. HPE는 최근 100% 팬리스 직접 수냉 방식 기술을 선보였다. 팬 소음을 줄이고 서버 캐비닛 바닥 면적도 절반으로 줄인다. 기존 공랭식 시스템에 비해 냉각 전력 소비를 90%까지 절감할 수 있다고 전했다.

델 테크놀로지스 ‘스마트 쿨링’은 공랭식(공기 냉각)‧수랭식‧액침식 등 다양한 냉각 기술을 갖고 있어, 열 제어 알고리즘에 따라 적절한 냉각으로 전력을 줄인다. 실시간으로 서버 전력 사용량과 탄소 배출량을 측정하고 관리하는 솔루션도 있다. 특히 물을 직접 순환시켜 서버를 식히는 '다이렉트 리퀴드 쿨링' 기술은 기존 공랭식 대비 5배 높은 냉각 효과를 보이며, ‘스마트플로우’ 설계로 전력 소비를 최대 52%까지 줄일 수 있다.

스토리지도 진화하고 있다. 효성인포메이션시스템 ‘VSP 원 블록’은 데이터 사용량이 적은 시간대엔 자동으로 절전 모드가 된다. 2세대 압축 하드웨어 기술로 NVMe 미디어 사용량을 최소화해 탄소 배출을 30~40%까지 감소시킬 수 있다. 실제 VSP 원블록 스토리지는 미국 환경보호청 ‘에너지스타’ 인증을 획득했다. VSP 원 블록 28 모델은 와트당 538 IOPS(초당 입‧출력 작업수)를 기록했다.

퓨어스토리지는 자체 개발한 기술로 저장장치 발열량을 크게 낮췄다. 올플래시 스토리지를 도입해 기존 디스크 방식 대비 전력 소비량은 7배, 설치 공간은 10배까지 줄였다. 이는 곧 냉각에 필요한 전력 소비도 함께 줄어든다는 의미다. 여기에 관리도구 ‘퓨어원(Pure1)'으로 실시간 전력 소비량을 모니터링한다. 회사는 매출의 20% 이상을 연구개발(R&D)에 투자하며 저장장치 전력 효율화에 주력하고 있다고 전했다.

기업들의 전력 효율화 노력은 단순히 비용 절감을 넘어 탄소중립이라는 시대적 과제와도 맞닿아있다. 한국데이터센터연합회에 따르면 국내 데이터센터 시장규모는 올해부터 향후 3년간 연평균 약 26% 성장할 것으로 예상된다. AI시대 전력난을 어떻게 해결할 것인지가 기업 주요 과제로 떠오른 셈이다.

한편 이와 같은 국내 데이터센터 산업의 지속가능한 발전을 위해, <디지털데일리>는 11월13일 오전 9시30분부터 포스코타워 역삼 이벤트홀에서 'AI 초격차를 위한 데이터센터 인프라 활용 전략'을 주제로 '스마트 엔터프라이즈 2024' 컨퍼런스를 개최한다.

이날 컨퍼런스에선 지속가능한 데이터센터 구축을 위한 혁신적인 전략과 솔루션을 공유하고, 이를 통해 기업이 환경보호와 경제성장을 동시에 이룰 수 있는 방안도 함께 논의될 전망이다. '데이터센터, AI 핵심 인프라'를 주제로 한 과기정통부 발표를 시작으로, HS효성인포메이션, 버티브코리아, 엠피리온디지털, KT클라우드, 에스넷시스템, NHN클라우드, 데우스 등 대표 기업들이 연단에 오를 예정이다.

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