데이터 센터 에너지 소비를 위한 최선의 솔루션은 무엇입니까?

2016년부터 2020년까지 중국의 컴퓨팅 파워는 연평균 42%씩 성장했으며, 2020년 총 컴퓨팅 파워는 135EFlops에 도달하고 여전히 55%의 고속 성장률을 유지하고 있습니다. 컴퓨팅 성능이 급속도로 성장하는 동안 새로운 문제도 발생했습니다. 계산 부하가 증가하면 그에 따른 전력 소비도 증가합니다. 세계에서 가장 잘 알려진 사전 학습된 대형 모델 GPT-3를 예로 들면, 단일 학습에는 엄청난 양의 컴퓨팅 성능, 약 190,000kWh의 전력, 850,000톤의 이산화탄소가 생성됩니다. '전기를 많이 먹는 괴물'이라고 표현해도 과언이 아니다.

전력 활용 효율이라고도 알려진 PUE는 데이터 센터에서 소비하는 전체 에너지와 IT 부하에서 소비하는 에너지의 비율을 측정하는 데 사용됩니다. 데이터센터의 에너지 효율성을 평가하는 중요한 지표로 꼽힌다. PUE 값이 1에 가까울수록 비IT 장비의 에너지 소비가 적어지고, 데이터센터의 에너지 효율 수준이 높아집니다. 현재 중국 대형 데이터 센터의 평균 PUE 값은 1.55이고, 초대형 데이터 센터의 평균 PUE 값은 1.46에 불과합니다.

컴퓨팅 성능으로 산업 환경을 재편할 수 있는 기회에 직면하여 데이터 센터는 이미 피할 수 없는 필수 요소가 되었습니다. 몇 가지 선택은 컴퓨팅 성능 효율성을 향상하고 에너지 소비를 줄이는 것입니다. 새로운 냉각 솔루션을 찾을지 여부는 점차 컴퓨팅 산업의 업스트림과 다운스트림이 해결해야 할 주제가 되었습니다. 전통적인 냉각 방식은 주로 공기를 냉매로 사용하여 서버 마더보드, CPU 등에서 방출되는 열을 방열판 모듈에 전달한 다음 팬이나 에어컨 냉각을 사용하여 열을 날려버리는 공기 냉각에 의존합니다. 이는 냉각 시스템이 데이터센터 전력의 거의 절반을 소비하는 주된 이유이기도 합니다.

PUE 값이 엄격하게 제한되고 그린 컴퓨팅이 점차 대중화되면서 1980년대부터 시도된 "액체 냉각" 기술이 업스트림 및 다운스트림 산업에서 빠르게 새로운 초점이 되었습니다. 사실 '액체 냉각' 기술의 원리는 복잡하지 않다. 쉽게 말하면 광유, 불화액 등의 절연성 저비점 냉각액을 냉매로 사용하고, 열교환을 통해 서버의 열을 방출하는 방식으로 콜드플레이트, 스프레이, 침지 등 다양한 냉각방식으로 진화하고 있다.

공기 냉각은 프로세스가 복잡하고 전체 열 저항이 높으며 열 전달 효율이 낮아 데이터 센터의 컴퓨팅 전력 밀도를 크게 제한하고 상당한 소음을 발생시키는 경우가 많습니다. 액체 냉각 기술은 에너지와 소비를 절약할 뿐만 아니라 소음을 줄이고 공간을 절약합니다. 열 방출에 필요한 전력 소비는 기존 솔루션에 비해 90% 이상 감소합니다.

액체 냉각 기술의 출현과 적용으로 계산 및 방열 문제가 크게 해결되었다고 볼 수 있습니다. 그러나 많은 신기술과 마찬가지로 액체 냉각 솔루션에도 단점이 있습니다. 높은 제조 비용, 데이터 센터 컴퓨터실 환경에 대한 엄격한 요구 사항, 높은 개조 비용입니다. 액체 냉각은 의심할 여지 없이 다양한 방열 방식 중에서 가장 좋은 선택이지만 실용적인 요소의 한계도 고려해야 합니다.