2019.11.11 (월)

  • 구름많음동두천 9.6℃
  • 구름많음강릉 14.4℃
  • 박무서울 11.1℃
  • 흐림대전 11.5℃
  • 흐림대구 9.9℃
  • 맑음울산 14.2℃
  • 구름많음광주 12.6℃
  • 맑음부산 14.1℃
  • 구름많음고창 13.6℃
  • 구름많음제주 17.1℃
  • 구름조금강화 11.5℃
  • 흐림보은 10.5℃
  • 흐림금산 11.5℃
  • 맑음강진군 15.0℃
  • 구름조금경주시 13.5℃
  • 맑음거제 14.9℃
기상청 제공

스페셜리포트

데이터센터 운영효율화 ‘주목’

클라우드시장 성장…고집적·고발열 가속화
효율적 냉각방안, IDC 운영비용 절감 핵심
글로벌 데이터센터기업, 국내 진출 활발


4차 산업혁명에 따라 많은 산업들이 다양한 모습으로 체질개선을 시도하고 있다. 초연결과 초지능으로 요약되는 4차 산업혁명은 제조·생산 등 산업현장부터 일반적인 삶의 영역까지 영향을 미치고 있다.

IoT, AI, 빅데이터, 자율주행 등 4차 산업혁명이라고 하면 떠오르는 대표적인 요소들은 네트워크, 데이터의 속도와 안정성을 기반으로 하고 있다. 여기서 핵심적 역할을 하는 것이 데이터센터(Internet Data Center)다.

4차 산업혁명이 진행될수록 데이터센터가 늘어날 것은 자명한 일이다. 하지만 데이터센터 1개소가 웬만한 중소도시에서 사용하는 만큼의 전력량을 소비한다는 사실은 운영비 증가는 물론 정부가 시행하고 있는 온실가스 감축목표에도 많은 지장을 줄 우려가 있다.

데이터를 저장하는 서버는 날로 고집적화, 고발열화되고 있다. 데이터센터의 에너지절감은 데이터센터 본연의 기능 외 부분에서 효율화가 이뤄져야 하며 데이터센터의 운영 안정성을 해쳐서는 안된다는 전제가 깔려있다.

이에 따라 국내 데이터센터산업의 시장동향을 살펴보고 서버운영 외 가장 많은 에너지를 소비하는 냉각시스템의 효율화, 안정적 운영 및 비용절감 방안을 탐색한다.

클라우드 서비스, 데이터센터 임대형태 변화
클라우드란 서버, 스토리지, 소프트웨어 등 IT자원을네트워크를 통해 사용자에게 제공하는 컴퓨팅 모델이다. 서버에서 직접 필요한 정보를 불러오기 때문에 원하는 데이터·애플리케이션을 언제 어디서든 사용할 수 있다.

데이터센터는 기업들이 자체 데이터센터 수요를 감당하기 위해 직접 운영하거나 외부 기업에 임대해주는 코로케이션(colocation)으로 나뉜다. 기존 임대형태의 데이터센터는 서버운영환경을 조성하고 입주하는 기업들이 직접 서버와 랙을 관리하지만 클라우드 서비스는 서버를 데이터센터기업이 직접 운영하고 사용자에게 가상의 공간을 임대해준다.

이에 따라 사용자는 IT설비를 자체적으로 구축하지 않고도 임대를 통해 사용하고 장비유지관리에 신경쓰지 않아도 된다는 장점이 있다.

이러한 클라우드 데이터센터는 빠른 속도로 확대되고 있다. 형태에 따라 △인프라스트럭처(IaaS: Infrastructure as a Service) △플랫폼(PaaS: Platformas a Service) △애플리케이션(SaaS: Software as a Service) △비즈니스 프로세스(BPaaS: Business Process as a Service) 등으로 구분되며 이중 인프라스트럭처가 일반적인 클라우드 데이터센터 임대의 방식이며 이에 대한 성장이 두드러지고 있다.

글로벌 데이터센터시장 폭발적 증가
클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 5G 기술발전으로 인해 4차 산업혁명 시대를 위한 스마트시티, 스마트팩토리, 자율주행자동차산업 등이 활성화되고 있다. 이에 따라 발생되는 데이터의 양 역시 폭발적으로 증가하고 있다.

데이터센터는 4차 산업혁명 시대 ICT신산업 활성화를 위한 데이터의 처리, 유통, 저장을 수행하는 핵심인프라로써 중요성이 증대되고 있으며 수요 또한 지속적으로 증가할 것으로 전망된다.

전 세계 데이터센터 시장규모(매출액)는 2018년 기준 약 394억4,500만달러에서 연평균 약 9.9% 성장해 2024년에는 약 697억5,500만달러 규모를 형성할 것으로 전망된다.

이러한 데이터센터시장의 성장을 주도하는 것은 글로벌 CSP(Cloud Service Provider)들로 아마존, 마이크로소프트, 구글 등이 대표적이다. 이들은 지금도 전 세계에 데이터센터를 활발하게 구축 또는 확장하고 있다.

데이터의 폭발적인 증가에 따라 전 세계적으로 클라우드 서비스가 보편화되고 있지만 국내에서는 이제 시작하는 단계다.

국내 데이터센터시장은 2018년 IT전력 공급가능량(IT Capacity) 기준으로 약 430MW 규모이며 연평균 약 10.2%씩 성장해 5년 뒤인 2023년에는 약 700MW 규모에 이를 것으로 전망된다.

우리나라의 데이터센터 시장성장률(IT Capacity)은 동아시아지역은 물론 전 세계를 통틀어 봐도 매우 높은 성장세를 보이고 있다. 이는 2015년부터 시작된 클라우드 컴퓨팅 활성화 및 이로 인한 글로벌 CSP의 국내시장 진출 가속이 원인으로 작용했다.

국내에는 이미 아마존, 마이크로소프트, 오라클 등이 데이터센터를 활발하게 구축 및 확장하고 있으며 구글 및 국내 기업인 네이버도 데이터센터 신규 구축을 준비하는 것으로 알려졌다.

SK, LG U+, KT 등 통신3사는 대규모 데이터센터를 구축해 이에 대비하고 있으며 해외의 데이터센터 관련업체들은 국내 진출을 준비하고 있는 단계다.

MS는 KT와 협업해 부산에 데이터센터를 구축하고 있으며 아마존은 국내 데이터센터업체에 장소를 임대해 진출, 궁극적으로 국내 데이터센터를 구축하려는 계획을 세웠다. 또한 호주 A사, 싱가포르 S사 등 데이터센터 업체도 국내 투자사 및 부동산과 협력방안을 모색하고 있는 것으로 알려졌다.

해외 데이터센터기업이 국내에 진출하려는 요인으로 관련 전문가들은 △국내 클라우드시장 시작단계 △저렴한 전력요금 △풍부한 IT인프라 △남북관계 해빙에 따른 위험요소 저하 등을 지목하고 있다.

이러한 국내 데이터센터 시장전망과 관련 향후 5년간 신규 물량이 대량으로 공급되고 나면 시장성장이 정체되는 것이 아니냐는 우려의 목소리가 있다.

이에 대해 한국데이터센터연합회는 5년간 예상물량이 구축되더라도 일본 등 주변국대비 우리나라의 데이터센터 공급량은 여전히 적다는 점을 감안하면 국내 데이터센터시장은 성장세를 지속할 것으로 예측하고 있다.

우리나라의 2023년 IT전력 공급가능량은 700MW로 전망되지만 이는 일본(도쿄)의 2018년 IT전력 공급가능량(718MW)에 미치지 못하는 수치다.

냉방최적화, 운영비절감 직결
데이터센터는 전력비용이 운영원가의 90% 이상을 차지한다. 데이터센터의 총 전력사용량을 100이라고 가정하면 이중 50은 서버, 스토리지, 네트워크 등 ICT장비에서, 10은 수·배전시설, UPS 등 전력공급 등 설비에서 발생한다. 나머지 40은 ICT 장비에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각하기 위한 냉동기, 냉각탑, 항온항습기, 팬 등 냉각설비에서 사용한다.

ICT장비는 데이터센터 운영 본연의 목적에 사용되므로 전력사용량을 줄일 수 없다. 결국 데이터센터 운영비절감의 핵심은 ICT장비 냉각에 필요한 에너지를 최소화하는 것이다. 이에 따라 데이터센터업계는 데이터센터 냉각에 필요한 에너지를 줄이는 데 고심하고 있다.

현재의 데이터센터는 차가운 공기를 공급해 열을 식히는 방식의 공랭식이 주를 이루고 있지만 향후에는 서버 또는 서버 랙에 물을 직접 공급해 냉각하는 수냉식에 대한 관심도 높아지고 있다.

데이터센터 건축설계사무소의 관계자는 “국내에서 최초로 PUE를 고민하고 개념을 적용한 프로젝트는 2011년 시작한 네이버 데이터센터 각”이라며 “이전에는 냉동기, 항온항습기, 냉각탑으로 구성된 시스템에서 프리쿨링을 적용하는 것이 대부분이었다”고 말했다.

최근 가속화되고 있는 해외 데이터센터기업의 국내 진출은 대규모 서버, 고밀도 부하에 따른 에너지사용을 어떻게 절감할 것인지에 대한 근본적인 고민으로 이어질 전망이다.

외국에서는 일찍 시작된 외기도입 등 관련시스템들이 국내에서는 아직 미숙한 것으로 평가되고 있어 대규모 고밀도의 데이터센터가 시스템을 도입하기 위해서는 관련기술에 대한 연구를 지속해야 할 것이다.

전력수요·법적용도 차별성 검토해야
초기의 데이터센터는 기업의 자체 데이터수요를 통합, 운영하기 위한 일반건축물 개념으로 인식됐으며 전력은 1만~2만kW 정도가 사용됐다.

그러나 2010년대 후반부터 데이터수요가 폭발적으로 증가해 클라우드 서비스가 보편화되고 대용량 고밀도 데이터센터가 시장에 반영되면서 전력수요와 법적 용도 등 관련제도 정비가 요구되고 있다.

현행법에 따르면 4만kW 이상 사용 시 변전소가 함께 설치돼야 하며 데이터센터는 사람의 상주인구가 적음에도 불구하고 법적 주차대수를 확보해야 한다. 또한 친환경, 녹색인증, 에너지효율 등과 같은 규제도 일반건물과의 차별성을 필요로 한다.

관련기사