데이터센터 액체 냉각 산업의 역학
인공지능, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 블록체인 등 기술의 혁신적 발전으로 고속·저지연·대규모 연결성을 특징으로 하는 5G 통신 시대가 도래했다. 정보 인프라로서 데이터 센터 및 통신 장비의 컴퓨팅 부하가 증가하고 컴퓨팅 효율성에 대한 요구 사항도 높아지고 있습니다.
네트워크 처리 성능 문제를 해결하기 위해 데이터 센터 서버와 통신 장치는 처리 기능과 통합을 지속적으로 개선하여 전력 밀도가 지속적으로 증가합니다. 이러한 변화는 막대한 에너지 소비 문제를 야기할 뿐만 아니라 높은 열 밀도로 인해 냉동 장비 및 기술에 대한 요구 사항도 높아집니다. 기존 공기 냉각 기술은 높은 열 밀도 시나리오에 직면하여 병목 현상을 일으키며 열 방출 효율성은 더 이상 계산 효율성을 따라잡을 수 없습니다. 이러한 맥락에서 액체 냉각 기술은 초고에너지 효율, 초고열 밀도 등의 특성으로 인해 업계에서 폭넓은 주목을 받고 있습니다. 액체 냉각 기술은 열 방출 압력과 에너지 보존 문제를 해결하는 유일한 방법입니다. 점점 더 많은 기업들이 고성능 요구 사항을 충족하기 위한 데이터 센터 열 솔루션으로 액체 냉각을 사용하고 있습니다.
수중 데이터센터 기업 하이랜더(Highlander)가 중국 하이난섬 인근 해역에 상업 시설을 배치했다. 이 1300톤(1433톤) 시스템은 수심 35m에 잠겼으며 냉각을 위해 바다를 활용했습니다. 회사는 이 모듈이 30초 만에 400만 개 이상의 고화질 이미지를 처리할 수 있다고 밝혔는데, 이는 60,000대의 기존 컴퓨터가 동시에 작동하는 것과 같습니다. Hailan Cloud는 궁극적으로 해당 위치에 100개의 모듈을 배치하여 68,000제곱미터의 토지, 1억 2,200만 킬로와트시 전력 및 연간 105,000톤의 담수를 절약할 수 있기를 희망합니다.
Intel의 Gaudi 프로세서는 AI 교육을 위해 특별히 설계되었으며 시장을 선도하는 Nvidia에 대한 "명확한 대안"으로 선전됩니다. Gaudi2 프로세서는 TSMC가 제조한 칩을 사용하여 Stability AI용으로 제작된 Intel의 AI 슈퍼컴퓨터용으로 2022년에 출시되었습니다. 인텔의 가우디3 AI 가속기는 2024년 출시될 예정이며, 버티브와 협력해 2단계 액체냉각 기술을 개발할 예정이다. 이 시스템은 17°C ~ 45°C(62.6°F ~ 113°F)의 물을 사용하여 최대 160kW의 열을 제거하는 것을 목표로 하는 펌핑 2단계(P2P) 냉각 시스템을 사용합니다. 공냉식 데이터 센터를 위한 대체 솔루션은 최대 35°C(95°F)까지 도달할 수 있으며 최대 40kW의 열 부하를 견딜 수 있습니다. Vertiv는 이러한 시스템은 PFAS를 사용하지 않을 것이며 PFAS가 가져올 수 있는 건강상의 위험은 다른 2단계 냉각 제품의 개발을 방해한다고 밝혔습니다.
영국과 북유럽 공급업체인 Verne Global은 핀란드의 지하 데이터 센터 공원에 액체 냉각을 도입했습니다. Verne은 Dell 및 Intel과 협력하여 헬싱키에서 약 200km 떨어진 Poli 기반암의 이전 군사 터널에 위치한 Rock 데이터 센터에 설치된 시스템에 직접 액체 냉각(DLC)을 제공했습니다.
인도 IT 서비스 기업인 인포시스(Infosys)는 영국 쉘 뉴에너지(Shell New Energy UK)의 침수 냉각액을 채택했다. 회사는 쉘 침지 냉각수(단상 합성 침지 냉각수)로 냉각되는 인포시스의 토파즈 AI 플랫폼을 기반으로 통합 그린 데이터센터 제품을 만들 계획이다. Infosys의 발표에 따르면 데이터 센터는 전 세계 전력 생산량의 약 1.5%를 차지하고, 이산화탄소 배출량은 전 세계 전력 생산량의 1%를 차지할 수 있습니다. 생성적 인공 지능(Generative Artificial Intelligence)은 이러한 성장을 크게 증가시킬 것으로 예상되며, Infosys는 액체 냉각이 일부 에너지 사용량을 줄여 도움이 될 수 있다고 주장합니다. 회사는 몰입형 냉각이 미래 인공 지능 시스템의 에너지 소비를 줄일 수 있다고 믿습니다. 하지만 더 많은 인공 지능 시스템의 전반적인 영향은 여전히 에너지 증가일 것입니다. 구체적으로 회사는 액체 냉각으로 에너지 사용량을 48%까지 줄일 수 있다고 주장합니다.
현재 공기 냉각 기술은 데이터 센터에서 가장 성숙하고 널리 사용되는 냉각 솔루션 중 하나입니다. 최근 몇 년 동안 '이중 탄소' 정책에 따라 데이터 센터의 PUE 지수가 지속적으로 감소했으며 대부분의 지역에서는 전력 이용 효율이 1.25를 초과하지 않아야 한다고 요구하며 데이터 센터의 업그레이드 및 전환을 적극적으로 추진하고 있습니다. 서버 구축이 가속화됨에 따라 에너지 소비를 더욱 줄이고 데이터 센터의 친환경 개발을 달성하는 방법이 업계의 관심의 초점이 되었습니다.
