피케이아이(PKI)는 8년간 리퀴드쿨링 기술개발 및 연구를 지속하며 국내시장에서 컨설팅과 기술 지원을 제공해왔다. 현재 리퀴드스택(LiquidStack) 국내 총판 파트너사로 고객환경과 요구에 부합하는 최적의 맞춤형 냉각시스템 도입을 지원하고 있다.

국내 주요 빅테크기업들과 협력해 다양한 프로젝트를 수행하며 기술력과 전문성을 입증했으며 수랭식 냉각 및 AI산업 관련 강의를 통해 시장인식 제고와 성장에 기여하고 있다. 박광식 PKI 대표를 만나 DLC(Direct Liquid Cooling) CDU 특장점에 대해 들었다.

■ 다양한 리퀴드쿨링대비 DLC 특장점은

DLC는 다른 냉각솔루션에 비해 여러가지 장점이 있다. DLC는 CPU 및 GPU와 같은 고발열 부품에 직접 냉각수를 순환시키는 방식으로 열을 효과적으로 제거하다. 이 방식은 열효율성을 높이고 시스템 전반의 온도 편차를 최소화해 안정적인 냉각 성능을 제공한다.

DLC는 높은 전력밀도를 지원하며 기존 냉각인프라를 크게 변경하지 않아도 적용할 수 있어 고성능컴퓨팅(HPC) 환경, 특히 AI기반 DC에 적합하다. 또한 표준랙 구성에 쉽게 통합될 수 있으며 특정 부품에 맞춤형 냉각을 제공하는 모듈형설계를 갖춰 전체 냉각시스템을 변경하지 않고도 적용할 수 있다. DLC는 확장성이 뛰어나 DC 수요증가에도 유연하게 대응할 수 있다.

■ 최근 DLC 설계동향은

최근 DLC 설계트렌드는 HPC 및 AI DC에서 요구하는 효율성, 지속가능성, 모듈성을 강조하고 있다. 1상형(single-phase) DLC는 확장성이 뛰어나 시장을 주도하고 있으며 2상형(two-phase) DLC는 냉각성능이 우수해 점점 더 주목받고 있다.

주요 혁신기술로는 △무수(無水) DLC솔루션 및 실시간 수질 조절 기술(pH, 전도율, 탁도 등을 실시간으로 모니터링 및 조정) △랙단위 유량제어시스템(각 랙에서 데이터를 수집해 자동으로 냉각수 유량을 조절함으로써 CDU 및 칠러 에너지소비 절감) 등이 있다.

사례 연구에 따르면 DLC는 기존 공랭식에 비해 높은 냉각 성능을 제공한다. 액체는 공기보다 열전도율이 최대 1,000배 높아 더 빠른 열방출이 가능하며 이를 통해 성능과 안정성이 향상된다. DLC는 발열로 인한 성능저하(thermal throttling)를 방지하며 고밀도 연산을 가능하게 한다. 또한 팬사용량을 줄여 소음을 감소시키며 공기흐름을 위한 별도설계가 필요없어 공간 활용도를 높이는 등 장점이 있다.

■ DLC시장 지속성 전망은

DLC시장은 빠르게 성장하고 있으며 액체 및 액침냉각(Immersion Cooling)과 같은 최신기술이 AI인프라 최적화를 이끌고 있다. 친환경 냉각유체 및 열 재사용기술이 지속적으로 발전하면서 에너지효율성이 향상되고 있다. AI 도입이 다양한 산업으로 확산됨에 따라 DLC는 DC의 신뢰성, 지속가능성, 성능극대화를 위한 핵심기술로 자리 잡고 있다.

■ 국내 DLC시장 한계와 개선점은

국내 DLC산업은 아직 초기 단계여서 본격적인 성장을 위해서는 여러 요인이 충족돼야 한다. 특히 DLC기술이 주로 활용되는 고성능 GPU 및 AI 워크로드 기반 DC인프라가 국내에서는 상대적으로 부족한 상황이다.

고사양 GPU 및 고집적서버를 대량으로 운영하는 환경이 제한적이기 때문에 DLC기술 도입필요성이 크게 부각되지 않고 있으며 DLC기술을 필요로 하는 고성능 GPU칩의 국내 공급도 충분하지 않은 실정이다.

이에 따라 AI 및 HPC 자산확보와 그에 따르는 AI특별법 입법과 제정, 인프라투자, 정책지원이 이뤄져야 국내 DLC시장이 본격적으로 성장할 수 있다. 정부가 AI산업에 국가예산을 배정하고 지원하는 것이 선행돼야 한다.

우선 AI칩 10만대 이상을 국내 AI거점에 확보토록 해야 한다. 국내 DLC산업 활성화를 위해서는 고성능 GPU칩과 같은 핵심 컴퓨팅자산의 안정적인 공급과 인프라 확충이 필수적이다. 앞으로 더 높은 전력을 소비하고 많은 열을 발생시키는 AI칩들이 지속적으로 출시될 것이며 이에 맞춰 효율적인 냉각기술을 확보하는 것이 AI시대에 경쟁력을 갖추는 핵심요소가 될 것이다.

또한 프랑스의 미스트랄(Mistral AI) 설립사례처럼 정부는 민간기업에 행정적 지원을 하고 글로벌 연구자들이 모일 수 있는 기업설립을 지원해야 한다. 또한 미국 스탠퍼드대학 HAI 사례를 참고해 민간에서 LLM개발 및 학습과 추론을 연구할 수 있는 기반을 마련하는 것이 바람직하다.

AI산업에 대한 적극적인 투자는 곧 DLC를 비롯한 리퀴드쿨링시장의 성장을 견인하는 요소가 된다. 정부 및 민간차원의 AI인프라 확대, DC구축 지원, 친환경 냉각기술 개발 촉진 등 전략적 접근이 필요하며 글로벌 기술흐름을 놓치지 않고 지속적인 연구개발(R&D)과 정책적 지원을 강화하는 것이 중요하다.

이와 함께 AI DC 설립 시 전력공급과 지연시간은 핵심 고려요소다. 분산에너지특별법 등 여러 제약사항에 대한 정책 및 제도적 개선이 필요하다. 최근 프랑스 AI선언과 같이 AI특별법 등 AI관련산업을 지원할 법적토대를 마련해야 한다.

■ DLC CDU를 공급하고 있는데

PKI가 공급하는 리퀴드스택의 DLC솔루션은 높은 효율성, 신뢰성, 확장성을 갖추고 있다. CDU-1MW 모델은 최대 1,350kW 냉각용량 갖춰 고출력 냉각성능을 제공하며 다양한 D2C(Direct-to-Chip)시스템과 호환이 가능한 광범위한 호환성을 확보했다.

에너지최적화로 PUE 1.1 수준까지 감소가 가능하며 첨단설계를 적용해 N+1 이중화, 핫스왑 펌프, PLC 기반 제어시스템 등을 포함한다.

또한 ETL, CSA, CE인증 등 글로벌 인증을 통해 안정성을 보장하며 공랭식대비 냉각에너지 소비를 36% 절감하고 초기 투자비용을 48% 절감하는 효과가 있다. 공간절약형 디자인을 도입한 콤팩트한 설계로 고밀도 DC에 최적화된 점도 강점이다.

리퀴드스택은 빠르게 성장하는 DLC시장에서 영향력을 확대하고 있다. 첨단 냉각솔루션은 AI DC 및 하이퍼스케일 환경에서 널리 채택되고 있으며 고밀도 워크로드를 효과적으로 처리할 수 있는 역량을 입증하고 있다. 이를 통해 지속가능한 DC냉각기술 발전을 선도하고 있다.

또한 DLC 기술을 발전시키기 위해 적극적으로 투자하고 있다. 단순히 CDU나 액침탱크를 제공하는 것이 아니라 고객의 전체 냉각요구사항을 충족하는 솔루션 개발을 목표로 R&D를 추진하고 있다. 이를 위해 트레인(Trane)과 협력해 마이크로 및 매크로 모듈러솔루션을 개발하고 있다.

■ DLC 사업계획은

리퀴드스택은 고밀도, 고성능, 에너지효율적인 냉각기술에 대한 글로벌 수요증가에 따라 빠르게 성장하고 있다. 다양한 지역에서 DLC솔루션을 확장하고 있으며 새로운 파트너십과 협력을 통해 시장을 넓혀가고 있다. 최근 트레인 및 글로벌스위치(Global Switch)와의 협력발표는 이러한 성장의 증거이며 리퀴드스택의 혁신적인 냉각기술이 빠르게 변화하는 DC 환경에서 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다.

DLC를 비롯한 리퀴드쿨링산업은 아직 초기 단계지만 AI 및 HPC시장의 성장과 함께 빠르게 확대될 가능성이 크다. 앞으로 효율적인 냉각기술 확보는 AI DC성능과 지속가능성을 결정짓는 핵심요소가 될 것이다. 리퀴드쿨링기술 발전은 에너지효율성, 친환경성, DC 운영비용 절감 등 이점을 제공하며 국내산업이 글로벌시장에서 경쟁력을 갖추는 데 중요한 역할을 할 것이다. 지금이야말로 AI DC 확대와 함께 리퀴드쿨링기술을 적극적으로 도입하고 발전시켜야 할 시점이다.