액침냉각 솔루션 글로벌 선두업체인 GRC는 2009년 설립돼 약 14년간 전 세계에 안정성이 검증된 솔루션을 공급해왔다. GRC 액침냉각 솔루션은 20여개 특허를 바탕으로 1.03대 PUE를 달성할 수 있어 데이터센터(DC)의 탄소저감, 에너지비용 절감을 실현하고 있다. 지형철 GRC Korea 영업대표에게 국내‧외 DC 액침냉각 시장동향과 성장잠재력에 대해 들었다.
■ 액침냉각 잠재력은현재 DC는 다양한 기회요인과 위기요인을 안고 있다. 꾸준히 증가해 온 데이터 저장‧처리수요에 따라 DC수요도 함께 늘었지만 최근 AIoT, 클라우드 서비스를 비롯해 챗GPT와 같은 초거대언어모델(LLM)은 지금까지와는 차원이 다른 데이터 처리능력을 요구하고 있다. 이에 따라 고발열‧고성능 컴퓨터 사용은 폭발적으로 증가할 전망이다. 이는 지금까지 DC산업이 급속히 성장해 온 것과는 비교할 수 없을 정도의 성장세가 앞으로 전개될 것이라는 의미다.
그러나 이러한 기회요인이 위기요인을 동반하며 문제를 해결해야만 DC산업이 기대한 만큼의 폭발적 성장을 경험할 수 있을 것으로 판단한다. 고발열‧고성능 컴퓨팅 능력은 IT부하 증가와 함께 쿨링을 위한 시설부하를 함께 높일 것이므로 DC는 에너지비용 상승, 탄소배출 비용 등으로 이중고를 겪을 우려가 크다.
비용측면 외에도 전 세계 모든 업계에 지속가능성 목표, ESG경영으로 기업성과와 투자매력을 평가받는 시대이므로 글로벌 DC산업은 앞서나가는 IT성능을 뒷받침할 수 있는 솔루션을 요구하고 있다.
현재로서는 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 솔루션은 액침냉각 외에는 대안이 없는 상황이다. 액침냉각은 특수용액에 서버를 담그는 초근접방식 냉각으로 랙당 최대 200kW 냉각을 지원한다. 특수용액은 냉수식 칠러 또는 수냉식 냉각탑으로 시스템을 구성하며 낭비되는 쿨링 없이 완벽한 효율로 동작한다.
기존 공기냉각장비가 필요없는 차세대 냉각시스템으로 CRAC, 냉각기, 가습기, 제습기 등이 불필요하며 완전밀폐시스템으로 비전산실환경에서도 운영이 가능해 획기적으로 쿨링에너지를 절감할 수 있다.
■ 액침냉각시장 글로벌 동향 및 전망은
고성능‧고발열‧고밀도를 요구하는 IT산업 발전은 필연적으로 IT부하 및 쿨링부하 증가에 따른 에너지소비량 증가로 이어지며 기존 공랭식 쿨링의 한계인 25kW 이상의 냉각부하를 감당할 수 있는 솔루션은 액침냉각이 유일하다.
이에 따라 글로벌 시장조사기업인 퓨처마켓인사이트는 전 세계 액침냉각 시장규모가 2022년 3억3,000만달러(약 4,400억원)에서 2032년 약 21억달러(약 2조8,000억원)까지 10년간 연평균성장률(CAGR) 21.5% 수준 성장을 기록할 것으로 전망했다.
액침냉각 특수용액을 생산하는 SK엔무브는 DC를 비롯해 전기차 배터리와 ESS를 포함한 액침냉각시장이 2040년까지 42조원 규모로 성장한다고 내다봤다.
구글은 DC 최종단계 쿨링시스템으로 액침냉각을 지목하면서 이미 시장에서 공감대가 형성됐다고 밝히기도 했으며 마이크로소프트는 액침냉각을 바탕으로 그동안 시도하지 못했던 새로운 아키텍처를 실현할 수 있을 것으로 전망했다. 또한 인텔 역시 향후 차세대 DC는 모두 액침냉각을 적용하게 될 것이라고 예상한 바 있다.
■ 국내 액침냉각시장 분위기는
아시아 DC시장 허브로 도약을 준비 중인 우리나라 역시 IT서버 고밀화‧고성능화 흐름이 이어지고 있다. 아직 공랭식 쿨링시스템으로 감당이 가능한 수준이지만 점차 한계치까지 다다르고 있는 추세다.
GRC는 이머징마켓으로서 국내시장을 바라보고 장기적 관점에서 진출을 개시했으나 최근 시장분위기를 살펴보면 예상보다 빠르게 액침냉각으로 전환이 기대된다. 과거 DC산업계는 액침냉각에 대해 차세대 솔루션으로서 기술, 특성을 학습하는 수준이었다면 불과 몇 년이 지난 지금은 실제로 자사 DC프로젝트에 적용하려면 구체적으로 어떻게 해야 할지 적용가능성을 고민하는 수준까지 이르렀다.
아직 대한민국에 액침냉각이 대규모 DC 상용시스템에 적용된 사례는 없으나 이제 국내에서 활동하는 액침냉각기업들은 첫 레퍼런스를 누가 확보할 것인가에 촉각을 곤두세우고 있다. 이러한 상황에서 이미 국내에서 엔터프라이즈 DC 고객사를 통해 POC(Plan, Organizaion, Control)을 진행하고 있으며 전 세계적으로 글로벌 레퍼런스를 확보해 안정성을 검증한 GRC가 경쟁우위에 있다고 판단한다.
현재 우리나라에서 자사 DC프로젝트에 액침냉각 도입을 망설이는 가장 큰 이유는 국내 적용사례가 없는 새로운 시스템에 대한 불확실성이다. 그간 접하지 못한 쿨링시스템에 대한 안정성 리스크를 크게 받아들이고 있으므로 10년 이상 안정적으로 운영 중인 사례를 보유한 글로벌기업시스템이 이러한 우려를 해소할 수 있다고 판단한다.
■ GRC액침냉각 강점 및 E절감량은
액침냉각은 공기냉각대비 IT성능을 더 향상한다. 공기냉각방식은 32℃ 공기로 100% 가동하는 CPU를 냉각시킬 경우 CPU 자체온도가 85℃에서 동작하게 된다. 이에 비해 액침냉각은 34℃ 액체로 100% 가동하는 CPU를 냉각시킬 경우 CPU 자체온도가 65℃로 동작할 수 있어 공기냉각방식대비 25% 더 안정적인 성능을 발휘한다.
또한 인프라관점에서도 강점이 있다. 액침냉각을 통해 냉동기, 백업용 발전기, UPS 수량을 줄일 수 있으며 항온항습기가 필요없는 등 기존 인프라에서 필수요소를 줄임으로서 공간활용도 향상 및 초기투자비 상쇄로 경제성 확보가 가능하다.
즉 랙당 184kW 이상 고밀도 냉각방식인 액침냉각은 인프라시설 구축 필요성이 낮으며 빠른설치가 가능해 공기를 단축할 수 있으며 쿨링시스템 복잡성 해소가 가능하다. 공랭식대비 저소음시스템으로 작업자 관리편의성이 향상되며 습도제어가 불필요하고 유지보수가 단순한 강점이 있다.
특히 PUE를 1.03까지 낮출 수 있어 탄소중립 실현과 운영비용 절감이 가능한 것이 가장 큰 강점이다. 액침냉각의 경우 랙마다 부착된 냉각팬이 불필요해 동일용량 서버대비 IT부하 절감이 가능하다. IT부하대비 쿨링부하 비율을 나타내는 PUE 특성상 팬 동력을 제외함에 따라 IT부하가 절감됐음에도 PUE 1.03을 달성할 수 있다는 것은 액침냉각의 획기적인 에너지절감 성능을 확인할 수 있는 대목이다.
1MW DC를 구축할 경우 전통적인 CRAC, 칠러시스템을 적용하면 약 1,700kW 전력소비가 필요하며 PUE는 약 1.7을 기록하게 된다. 이 경우 연간 전력비용은 약 21억원에 달한다. 이에 비해 GRC 액침냉각을 적용할 경우 927kW 전력을 소비해 연간 약 11억원으로 비용을 절감할 수 있을 것으로 분석된다.
■ 액침냉각 잠재력은
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