박광식 PKI 대표는 ‘AI시대 DC서버 쿨링솔루션’을 주제로 한 발표에서 “PKI는 30년 가까이 반도체 소자 및 장비분야에서 사업하고 있으며 7년 전부터 리퀴드쿨링, 특히 액침냉각사업에 주력하고 있다”라며 “글로벌 리퀴드쿨링 전문기업 리퀴드스택 국내총판으로 우리나라에서는 처음으로 대기업과 액침냉각 PoC를 수행한 경험을 갖고 있다”고 밝혔다.

이어 “AI가 고집적서버 개발을 촉진함에 따라 리퀴드쿨링에 대한 관심이 급격히 증가하며 업계 관심은 언제쯤 리퀴드쿨링시장이 본격화될지, 어떤 시스템이 대세가 될지에 쏠리고 있다”라며 “이를 판단하기 위해서는 GPU뿐만 아니라 서버구성의 핵심인 메모리 개발동향과 이를 처리할 냉각용 유체특성에 주목해야 한다”고 강조했다.

AI산업성장에 따라 서버개발 속도가 급격히 빨라지고 있다. 엔비디아는 현재 AI DC 주력서버인 H100의 차세대 모델로 블랙웰 B100, B200 등을 발표했으며 그 이후 모델로 루빈을 2026년 출시하겠다는 계획을 발표했다. 

블랙웰은 GPU칩 TDP가 최대 1,200W에 달해 리퀴드쿨링이 필수적이므로 D2C를 기본사양으로 출시된다. 이에 따라 후속모델이 출시되기 전까지는 D2C가 리퀴드쿨링 대세로 자리잡을 전망이다. 그러나 이를 넘어서는 경우 작은 직경의 호스와 매니폴드로 구성되는 D2C로는 시스템 확대에 한계가 있다. 이미 블랙웰 후속모델인 루빈이 2026년으로 예정됐으므로 D2C를 중심으로 한 리퀴드쿨링시장은 2년여간 지속될 것이며 이후에는 보다 큰 발열량을 감당할 수 있는 액침냉각으로 시장이 이동할 것으로 예상된다.

메모리 기술력 측면에서도 액침냉각을 요구하는 수준의 서버개발까지 시간이 필요할 전망이다.

박광식 대표는 “AI서버는 GPU만으로는 구동할 수 없으며 고대역폭메모리(HBM) 기술력이 뒷받침돼야 정상적인 구동이 가능하다”라며 “현재 최고수준은 HBM3E이며 루빈에는 차세대인 HBM4가 탑재되는데 업계에서는 개발까지 2년여가 소요될 것으로 전망 중”이라고 밝혔다.

국내시장의 경우에는 이보다 시간이 더 필요할 전망이며 경우에 따라 D2C시장도 건너뛸 가능성이 있다. 리퀴드쿨링이 기본사양인 블랙웰은 이미 2년치 물량이 전량 매진돼 국내에 들여올 생산량이 없는 상황이다. 엔비디아 외 AI DC서버 개발기업이 등장하지 않아 대안이 없다면 루빈 출시 후 블랙웰이 도입되는 경우 D2C쿨링이 필요해질 전망이며 루빈으로 곧장 넘어갈 경우 액침냉각으로 리퀴드쿨링시장이 곧장 전환될 것으로 예상된다.

액침냉각 중에서도 하이드로카본(HC) 오일을 주류로 하는 1상형 액침냉각은 TDP 1,200W 블랙웰 서버를 감당하기 어려울 것이라는 시각이 있으며 랙밀도 100kW가 한계로 예상된다. 설계에 따라 더 큰 밀도를 감당할 수 있으나 이 경우 칠러, 냉각탑 등과 시스템구성이 불가피해 드라이쿨러만으로 DC쿨링이 가능하다는 액침냉각의 이점을 상실할 우려가 있다.

PKI는 당분간 공랭식과 수랭식 D2C가 DC쿨링시장을 이끌 것이며 차세대 액침냉각 솔루션을 2상형으로 예상하고 있다. 2상형은 불소화합물(F-gas)을 쿨런트로 사용해 상변화 과정에서 더 큰 부하를 처리할 수 있는 시스템으로 알려져있다.

박광식 대표는 “일각에서 과불화화합물(PFAS)이 유럽을 중심으로 규제가 검토되고 있다고 우려하지만 이는 오해”라며 “2001년 채택된 스톡홀름협약에 따라 PFAS의 일종인 PFOA, PFOS가 규제물질로 사용이 완전히 금지됐으며 우리나라도 2022년 11월 국회비준돼 2023년 5월부터 시행됐다”고 설명했다.

이어 “PFAS는 1만2,000여개에 달하는 방대한 물질로 산업 곳곳에서 없어서는 안 될 물질로 사용 중”이라며 “이번 규제검토는 EU 소속국가를 포함한 5개국에 위치한 연구기관에서 EC에 요청한 것으로 만장일치제를 채택하고 있는 특성상 통과할 가능성이 희박하며 애초에 이들 연구기관이 5개 각 국가를 대표하는 기관도 아니다”라고 설명했다.