삼성물산 건설부문은 2020년 국내 건설사 최초로 데이터센터(DC)사업 전담팀을 만들어 차별화된 기술기반 DC사업을 추진하고 있다.

영업, 설계, 조달, 시공뿐만 아니라 DC운영분야까지 각 분야별 전문가로 구성된 DC팀은 다양한 특화기술을 보유해 건설비, 운영비 절감과 운영안정성을 제고하며 여러 전문업체와 파트너십을 통해 DC사업 전반에 걸친 서비스를 제공하고 있다.

특히 최근 국내기업 데이터빈과 함께 액침냉각(Immersion Cooling)을 개발해 주목받은 바 있다. 강호석 삼성물산 건설부문 데이터센터팀 프로를 만나 개발배경 및 향후 사업방향성에 대해 들었다.

기존에는 시공단계 입찰을 통해 사업에 참여하는 방식이 중심이었다면 최근에는 파트너로서 사업가치를 함께 만들어 나가는 방향으로 추진 중이다. 프리콘서비스(Pre-construction Service) 형태로 사업초기부터 참여해 삼성물산이 보유한 특화기술을 초기 설계에 반영하고 공사비나 공사기간 검토뿐만 아니라 운영비절감 등 고객사의 사업성을 제고한다.

또한 액침냉각과 같은 차세대 DC 핵심기술을 지속발굴해 DC사업에 직접 활용하며 더 나아가 별도 신사업으로 추진하는 방안도 검토 중이다.

삼성물산은 DC사업 측면에서 차별화된 기술기반의 다양한 강점을 갖고 있다. 먼저 기술력 측면에서는 ATD(Accredited Tier Designer), CDCP(Certified Data Center Professional), CISA(Certified Information Systems Auditor), ITIL(IT Infrastructure Library) 등 DC설계, 운영분야 전문자격을 보유한 전기, 설비, 특고압, BMS, 건축, 구조기술전문가와 다른 건설사에서는 찾아볼 수 없는 경력 20년 이상의 DC운영 전문가를 보유하고 있다.

이러한 전문인력을 바탕으로 자체 시뮬레이션 수행을 통해 설계를 검증하며 시스템 신뢰성을 확보할 수 있는 기술역량을 보유하고 있다. 예를 들면 자체 개발한 DC 전용 에너지성능평가 프로그램을 활용해 TCO(Total Cost of Ownership) 기반 공조시스템 대안을 제시하며 ETAP(전력계통 분석 시뮬레이션) 및 자체보유 6Sigma CFD(전산유체역학시뮬레이션) 프로그램을 활용해 냉각 성능 및 시스템신뢰성 검증을 수행한다.

또한 DC 최종성능 확보에 가장 중요한 현장 커미셔닝 수행을 위해 자체 개발한 커미셔닝 관리 프로그램을 활용해 단계별 생성데이터 관리를 일원화하며 발주처-시공사-CM-커미셔닝사와 실시간 시운전데이터를 공유하는 등 체계적인 커미셔닝서비스를 제공한다.

이러한 차별화된 기술개발을 위한 많은 노력과 투자의 성과로 액침냉각시스템, DC사업성 검토시스템과 에너지성능평가 프로그램 등 DC 관련 7건의 지적재산권을 보유하고 있다. 특히 액침냉각시스템은 국내 특허뿐만 아니라 해외 5개국에도 특허 출원 중이다.

이외에도 초기단계 사업규모 검토, 건설비, 공사기간 및 운영비에 대한 고객 의사결정 기간을 단축시킬 수 있도록 여러 DC 제안모델을 보유 중이며 운영비 절감 및 ESG경영을 위한 신재생에너지 확대 적용, LEED인증 모델, 서버폐열 활용과 냉각수효율화를 위한 기술DB를 보유하고 있다.

DC 건설실적으로는 12건의 DC 프로젝트를 완료했으며 현재 1건의 DC 프리콘서비스를 진행 중이다. 삼성물산이 수행한 DC 프로젝트는 랙당 최대 전력밀도 50kW 이상의 슈퍼컴센터에서부터 상업용IDC, 금융권DC까지 다양한 포트폴리오를 보유하고 있다. 특히 사우디아라비아의 타다울(Tadawul) DC는 국내 건설사 최초로 업타임 인스티튜트(Uptime Institute)의 Tier4인증을 받은 DC로서 전체 인증DC 중 3.4%만이 해당하는 최고 수준의 신뢰성을 보유한 DC다.

해외에서 액침냉각기술이 처음으로 소개된 것이 벌써 15년 전이다. 이후 다수의 글로벌 제조사가 액침냉각시장에 뛰어들었으나 지금까지는 액침냉각이 필요한 고발열서버가 거의 없어 공기냉각으로도 충분한 상황이었다.

미국 냉난방공조학회 ASHRAE 가이드라인을 보면 350W 이상 발열량을 가지는 CPU칩은 액체냉각방식이 공냉식에 비해 효과적이라고 제시하고 있다. 2023년 Intel에서 350W CPU칩이 개발됐으며 GPU칩 발열량은 더욱 커 NVIDIA가 2022년 공개해 현재 양산 중인 H100칩은 700W, 최근 공개된 AI GPU 블랙웰(Blackwell)은 1,200W에 달한다.

액침냉각기술 주요산업군을 보면 액침냉각시스템 제조사, 글로벌 석유화학사 중심의 냉매개발사, 서버개발사 등으로 구성된다. 액침냉각시스템 제조사와 냉매개발사는 액침냉각시장을 신시장으로 보고 많은 투자와 기술개발 노력을 하고 있으나 상대적으로 액침전용서버 개발은 더디게 진행 중인 듯하다.

아직 칩이나 SSD, 네트워크장비, 케이블 등 품질보증 이슈로 국내‧외에서 기술검증 또는 시범적용수준으로 진행되는 사례들이 많다.

그러나 안정적인 운영을 위해 보수적일 수밖에 없는 DC시장에서도 ‘전기먹는 하마’라는 오명을 벗기 위해 필수적으로 액침냉각을 사용할 수밖에 없을 것이며 빠른 속도로 진행중인 AI기술개발과 함께 액침냉각시장도 2~3년 내 폭발적으로 성장할 것으로 예상한다.

최근 AI기술 변화속도가 너무 빨라 예측이 어렵지만 2022년 인텔 타이완에 따르면 2026년까지 액체냉각시장은 30억달러 수준으로 연평균 50% 이상 성장해 나갈 것이며 2022년 영국 기술 자문기관인 옴디아(Omdia)는 2026년 액체냉각시장에서 액침냉각이 60%를 점유할 것으로 예측하고 있다.

2020년 DC팀이 생기면서 부여받은 미션은 기술적 차별화를 통한 DC 수주경쟁력 강화였다. 차세대 DC기술에 대한 조사 중 당시 데이터빈이 신사업으로 검토 중이던 액침냉각기술을 인지하게 됐다. 당시만 해도 우리 말로 번역하기에도 애매할 정도로 낯선 용어였으며 서버를 액체에 담그던 모습이 충격적이었다. 기술소개를 청취한 후 앞으로 DC의 패러다임을 바꿀 신기술이라 판단하게 됐다.

이후 2021년 삼성물산 ‘Con-tech 프로그램’ 공모에 데이터빈의 액침냉각 기술개발이 선정돼 공동기술개발을 추진했으며 초기모델인 ‘스마트박스(Smart Box) 1.0’을 개발했다. Con-tech 프로그램은 기술력을 보유한 중소기업에 삼성물산 건설부문에서 기술개발비와 인력을 지원하고 성과를 공유하는 대기업-중소기업 상생협력 기술개발 프로그램이다.

2023년에는 고밀도 서버 표준규격인 OCP(Open Compute Project) 서버를 반영한 ‘스마트박스 1.5’를 개발해 슈퍼컴 환경에서의 운영안정성과 사용편의성 실증을 완료했다. 현재는 하이퍼스케일 AI DC 확산을 대비해 추가 라인업 개발 및 제품고도화를 추진 중이다.

액침냉각은 삼성물산 건설부문의 신사업으로서 다각도로 사업화를 검토 중이다. 먼저 액침냉각기술을 기존 DC 건설프로젝트에 접목시켜 소구점(Selling Point)으로 활용하고자 한다.

전력과 부지부족으로 오랫동안 신규DC 건설을 제한했던 싱가포르에서도 지난해 7월 신재생에너지나 고효율 DC냉각시스템 등을 제안한 컨소시엄을 사업대상자로 선정한 바 있다. 또한 지난 5월에는 그린DC 로드맵을 발표하면서 DC 에너지효율성 향상, 에너지효율적인 IT장비 도입, 자원효율성 인센티브 및 보조금 제공 등을 통해 장기적인 DC확대를 계획하고 있다.

싱가포르뿐만 아니라 전 세계적으로 DC사업은 에너지효율화가 필수적인 요소가 될 것으로 예상된다. 삼성물산 건설부문은 액침냉각 기술개발과 함께 액침냉각시스템을 적용한 DC 제안모델을 정립해 고객에게 설계 및 시공컨설팅을 제공할 수 있는 역량을 확보했으며 국내‧외 DC사업에 적극적으로 제안하고자 한다.

또한 글로벌 액침냉각시장 선점을 목표로 시스템공급사업 추진을 검토하고 있다. 추후 세부사항에 대해 공개할 예정이다.

먼저 삼성물산 건설부문의 DC 사업성검토시스템인 S-DCIS(Samsung Data Center Information System)는 DC사업 기획단계에서 GIS 및 시각화(Unreal)엔진 기반으로 사업검토를 수행하는 솔루션이다.

사업대상지의 GIS 정보조회를 통해 법규와 위험시설 등 주변환경을 분석하며 DC 수전용량, 건폐율, 용적율 등을 고려해 최적규모와 기계, 전기시스템을 추천한다. 또한 BIM을 활용해 DC모델링도 제공한다. 최종적으로 사업성검토를 위한 투자비, 공사기간, 운영비 등 검토 보고서와 언리얼엔진을 활용한 통합정보 시각화 대시보드를 제공함으로써 마케팅이나 컨설팅용으로 활용한다.

디지털트윈을 활용한 플랫폼서비스도 개발 중이다. 건물운영과 관리효율화를 위해 데이터마이닝, 시뮬레이션 기반 BEES(Building Energy & Environment Simulator)를 개발 중이며 곧 서비스할 예정이다.

데이터수집‧분석, 데이터시각화, 3차원 공간관리서비스로 건물운영에 직관적인 정보를 제공한다. 물리모델을 기반으로 기상예측과 운영데이터를 연계해 정밀한 에너지해석이 가능하다.

건물 연돌현상 제어를 위한 건물관리, HVAC 최적화서비스 제공과 함께 에너지시뮬레이터 연동 해석을 통해 실내환경 정밀예측 및 최적공조 운영솔루션을 제공한다.

건물운영데이터와 연동해 재난상황에 맞는 신속한 재난대응서비스와 장비결함 원인을 조기에 파악하고 해결하기 위한 솔루션을 제공함으로써 궁극적으로 건물에너지절감과 운영효율 향상, 재실자 쾌적성을 증진할 수 있다.

최근 연일 매스컴에서 보도되고 있지만 AI기술은 하루가 다르게 급격하게 성장하고 있다. AI기술과 시장변화에 따라 고성능서버가 적용된 DC시장 또한 급격한 성장이 예상된다. 삼성물산 건설부문은 이러한 고성능서버의 발열을 효과적으로 대응할 수 있는 액침냉각시스템을 적용한 DC모델을 확립하며 HPC(High Performance Computing) DC와 글로벌 CSP들을 대상으로 적극적으로 사업을 확대할 예정이다. 나아가 급속한 AI시장 니즈에 부응할 수 있도록 단기간에 건설이 가능한 모듈러DC기술과 액침냉각기술을 접목해 보다 적극적이고 속도감있게 DC시장을 선도해 나갈 것이다.