지난 7월9일 마곡코엑스에서 진행된 ‘All That Datacenter 2026’ 2-3세션에서는 ‘냉각인프라·운영기술’을 주제로 발표가 진행됐다.

 

발표는 △AI 슈퍼사이클에 따른 데이터센터시장 성장 및 인프라 진화(송준화 한국데이터센터효율협회 사무국장) △냉각탑을 이용한 고효율 데이터센터 쿨링인프라 설계(지형철 EVAPCO 지부장) △AI시대 냉각인프라 변화와 코플랜드의 역할(김욱진 코플랜드 부장) △전력설비 및 데이터센터의 배열을 이용한 새로운 냉각기술(우성민 삼중테크 기술연구소 이사) △폴리머배관의 효율성과 기대효과(유열 GF 과장) △미래 데이터센터 냉각의 핵심전략(이수영 버티브코리아 이사) △Introduction of Delta Prefabricated Solution(장정현 델타일렉트로닉스 부장) 등으로 진행됐다.

 

"AI DC 단순 서버실 넘어 산업인프라로 진화"
송준화 한국데이터센터효율협회(KDCEA) 사무국장은 ‘AI 슈퍼사이클에 따른 데이터센터시장 성장 및 인프라 진화’를 주제로 발표하며 AI시대의 데이터센터는 단순한 서버실을 넘어 △전력 △냉각 △네트워 등을 통합한 ‘산업인프라’로 진화하고 있다고 강조했다. 이에 더해 향후 AI 데이터센터 확충과 안정적 구축을 위해 부지·전력의 조기 확보와 발열량을 제어할 수 있는 적정 냉각방식의 선택이 시급하다고 제언했다.

 

송준화 국장은 한국 데이터센터시장 규모가 건물 수보다 전력용량 중심으로 급격하게 증가하는 양상을 보이고 있다고 설명했다.

 

KDCEA의 분석에 따르면 국내 데이터센터 수는 2025년 80개에서 2030년 130개로 연평균 10.9% 성장한 반면 IT 전력용량은 2025년 1.33GW에서 2030년 3.18GW로 연평균 20.3%씩 급증할 전망이다. 이는 AI기술 고도화로 다수의 GPU를 집적해 운영하는 고밀도 데이터센터 수요가 폭발하고 있기 때문이다.

 

실제로 AI 데이터센터의 랙(Rack)당 전력밀도는 가파르게 상승하고 있다. 과거 범용 클라우드 데이터센터의 랙 전력밀도는 5~20kW/Rack 수준이었으나 현재 엔비디아(NVIDIA) H200·B200 등을 도입한 AI 데이터센터는 랙당 40~130kW+/Rack에 달한다. 나아가 차세대 GPU인 Rubin(루빈) 등이 도입되는 미래에는 랙당 전력밀도가 200~600kW+를 넘어 향후 1MW에 육박할 것으로 전망돼 전력시스템에 대한 의존도가 더욱 심화될 것으로 보인다.

 

 

이에 따른 데이터센터 인프라의 핵심변화로 냉각기술의 패러다임이 ‘공냉(Air Cooling)’에서 ‘수냉(Liquid Cooling)’으로 이동하고 있다. 기존의 공기순환방식으로는 고밀도 칩셋의 막대한 발열량을 제어하는 데 한계가 존재한다. 이에 따라 발열원(칩)에 콜드플레이트를 부착해 직접 열을 배출하는 ‘직접액체냉각(Direct Liquid Cooling)’ 방식이 사실상의 표준으로 자리 잡고 있으며 이를 통해 전력사용효율을 PUE 1.1~1.2 수준까지 극대화하는 추세다.

 

국내 데이터센터의 고질적인 과제로는 ‘수도권(서울·경기) 집중현상에 따른 계통 포화’가 꼽혔다. 현재 국내에서 운영 중인 데이터센터의 IT용량 중 약 83.3%(1.1GW)가 수도권에 집중돼 있어 전력 확보 난이도가 크게 높아졌다는 지적이다. 정부의 데이터센터 지역분산정책과 전력계통영향평가 시행에 따라 향후 울산, 구미, 해남(솔라시도) 등 지방을 중심으로 대규모 데이터센터 개발이 추진되며 새로운 클러스터가 형성될 가능성이 가시화되고 있다.

 

송 국장은 “성공적인 지역분산을 위해서 공급자 중심의 규제에 그치기보다 이용자 측면에서 접근해야 한다”라며 “변전소 및 IX·백본 등 네트워크 인프라의 확충과 지역 정주 여건 개선이 유기적으로 이어져야 한다”고 제안했다.

 

또한 대한민국 데이터센터산업의 위협요인과 기회요인 분석도 공유됐다. △전력·계통 부족 △주민 수용성 악화 △프로젝트 파이낸싱(PF) 환경 악화 및 전문 운영인력 부족은 시장의 주요 병목 요인이지만 정부의 ‘소버린 AI(Sovereign AI)’ 모멘텀과 국가 AI 컴퓨팅센터사업 등 대규모 인프라 투자는 시장 활성화의 강력한 기회로 작용하고 있다. △시공 △전력기반설비 △냉각시스템 및 BMS·DCIM 소프트웨어 등 전·후방산업 전반의 국내 공급망 밸류체인을 확대하는 설계전략이 필수로 자리 잡고 있다.

 

송준화 국장은 “AI 데이터센터가 글로벌기술 패권의 핵심으로 부상한 만큼 향후 2~3년 내 AI 상위 3위 국가 목표를 달성하기 위해 민·관의 긴밀한 협력이 필요하다”라며 “전력과 냉각솔루션을 고도화하고 PUE·WUE·CUE 등 운영효율성 관리를 강화해 글로벌 AI인프라 경쟁력을 선점해야 한다”고 밝혔다.

 

이어 “기후변화와 데이터 폭발이라는 시대적 과제 앞에서 국내 연·관 산업계가 상생해 미래의 선진 데이터센터 생태계를 성공적으로 구축하길 바란다”고 덧붙였다.

 

“공랭식 한계 넘을 액체냉각·고효율 하이브리드 냉각탑”
지형철 EVAPCO 동아시아총괄 지사장은 ‘냉각탑을 이용한 고효율 데이터센터 쿨링인프라 설계’를 주제로 발표하며 AI 및 거대언어모델(LLM) 확산으로 데이터센터의 전력밀도가 급증함에 따라 기존 공랭식 시스템의 한계를 극복할 액체냉각기술과 고효율 하이브리드 냉각탑솔루션을 제안했다.

 

지형철 지사장은 “엔비디아 블랙웰 GPU기반 랙은 단일 랙당 132kW를 소모하고 2027년 루빈시대에는 최대 600kW 이상으로 치솟는다”라며 “공랭식 제어 한계점인 랙당 50kW를 뛰어넘기 위해 열전도율이 뛰어난 직접칩냉각(D2C)이나 침전냉각방식으로의 전환이 필수적”이라고 설명했다.

 

최신 하이퍼스케일 아키텍처는 약 45℃의 고온 냉각수를 활용하므로 외기만을 이용한 ‘칠러리스(Chiller-less)’ 설계가 가능해진다. 이에 발맞춘 EVAPCO의 밀폐식 하이브리드 냉각탑(eco-ATWB 시리즈)은 대기온도가 낮을 때 공기만으로 식히는 ‘드라이 모드(Dry Mode)’와 여름철 피크 시 살수펌프를 켜는 ‘증발식 모드(Evaporative Mode)’로 유연하게 전환된다. 이를 통해 높은 건구온도 전환점(25℃ Dry switch)을 확보해 물 소비를 줄이고 백연현상을 방지한다.

 

 

또한 국내 현장의 공간 제약을 해소하기 위해 구조물 면적을 대폭 줄인 복층형 ‘에코에어 더블 스택(Double Stack)’기술이 소개됐다. 공장 정밀조립 후 운송돼 현장 배관작업을 최소화하고 공기를 단축하는 강점이 있다. 이와 함께 기후 데이터를 대입하는 ‘고급 수자원 및 에너지 분석(Advanced Water and Energy Analysis)’서비스를 제공해 연간 용수 증발량과 전력비용을 정밀하게 가시화한다.

 

지형철 지사장은 “EVAPCO는 열성능을 미국 냉각탑인증기관(CTI) 및 FM 글로벌인증을 통해 100% 보증한다”라며 “현장 테스트 리스크를 없앤 신뢰성과 확장성은 국내·외 하이퍼스케일러들의 자산가치를 높여주는 핵심 경쟁력이 될 것”이라고 강조했다.

 

“AI DC 수랭식전환 속 무급유 압축기 핵심표준될 것”
김욱진 한국코플랜드 부장은 ‘AI시대의 냉각인프라 변화와 코플랜드의 역할’을 주제로 발표하며 AI 고집적 연산수요 폭증에 따라 데이터센터 냉각인프라의 전력효율과 시스템 신뢰성이 시장의 핵심경쟁력으로 부상했다고 강조했다.

 

글로벌 시장조사기관 OMDIA에 따르면 오는 2030년 글로벌 데이터센터 투자액은 1조6,000억달러에 달할 전망이며 이중 냉각설비 지출비중은 대략 3~4%인 480억달러 규모를 형성할 것으로 예측된다.

 

김 부장은 “차세대 엔비디아(NVIDIA) 랙의 전력밀도가 최대 600kW 이상으로 급격히 증가함에 따라 기존 공랭식시스템은 한계에 봉착했다”라며 “데이터센터 장애원인의 13%를 냉각시스템이 차지하는 만큼 서버 가치 상승에 따른 다운타임 손실을 막기 위해 무급유(Oil-Free) 터보 압축기와 데이터센터 전용인프라솔루션 도입이 필수적이다”고 설명했다.

 

국내·외 주요 빅테크기업들의 인프라 투자 움직임도 구체적으로 제시됐다. SKT는 프로젝트 파이낸싱(PF) 등을 복합적으로 활용해 2035년까지 총 15GW 규모의 AI DC를 구축하는 1,000조원 대형 프로젝트를 전개 중이며 아마존웹서비스(AWS)는 2031년까지 한국에 12조원을 투자하겠다는 계획을 재확인하고 울산에 100MW급 국내 최대 AI 데이터센터 구축을 추진하고 있다. 김 부장은 엔비디아의 블랙웰(Blackwell) 및 루빈(Rubin) 칩 개발 지형도를 바탕으로 IT 총 열부하량을 산출한 결과 향후 필요한 1MW급 칠러 수량만 3만1,409대(1.7MW급 기준 1만8,475대, 압축기 7만3,900대 규모)에 육박할 것으로 예측하며 냉각설비의 폭발적인 공급망 수요를 전망했다.

 

 

이에 대응해 코플랜드가 내놓은 대표적인 혁신제품은 오일시스템을 완전히 제거해 설비구성을 극도로 단순화한 ‘무급유 터보압축기’다. 정지상태에서 회전축이 고속으로 돌며 냉매가스를 끌어들여 가스 윤활막을 형성하고 비접촉 상태를 유지하는 에어로 리프트(Aero-lift™) 베어링기술을 적용해 압축기효율과 시스템 가동률을 획기적으로 높였다.

 

무급유 압축기는 전부하효율을 최대 10%, 부분부하효율(IPLV)을 최대 40%까지 향상시키며 응축온도를 최대 약 74℃까지 지원해 고외기 환경에서도 안정적인 고속운전이 가능하다. 특히 데이터센터 현장에서 전원 장애발생 시 경쟁사 제품이 재가동까지 110초 이상 소요되는 반면 코플랜드 제품은 시동 후 5초 이내에 시동 RPM에 도달하고 총 40초 이내에 최대 운전 RPM 회복(Fast Recovery)이 가능해 별도의 보조 시스템 없이도 극한의 연속 운전 신뢰성을 보장하며 최신 저GWP 대체 냉매규제기준도 완벽히 충족한다.

 

대형 칠러 외에 개별 공조 및 엣지 데이터센터를 겨냥한 전용 인버터 스크롤 압축기솔루션(ZDV·YDV 시리즈)도 함께 소개됐다. 데이터센터 최적화 운전영역설계를 적용해 최대 증발 온도를 27℃까지 확장함으로써 고온 냉각수 환경에서 5~9%의 연간 에너지비용을 추가 절감한다. 이 시스템은 경쟁사대비 오일 유출량(OCR)을 절반 이하로 낮춰 시스템 본연의 냉동능력과 효율 저하를 원천 차단하며 드라이브 및 iPro 제어기까지 턴키 형태로 제공되는 플러그 앤 플레이 패키지로 개발기간 단축이 가능하다.

 

코플랜드의 냉각솔루션은 이미 글로벌 하이퍼스케일시장에서 De Facto(사실상의 표준)로 자리매김해 알리바바 데이터센터 및 차이나텔레콤의 대규모 비딩 프로젝트 등에서 수만대 규모의 압축기 공급과 수주실적을 확보하며 독보적인 시장 점유율을 증명해 냈다.

 

김욱진 부장은 “AI시대 데이터센터의 경쟁력은 친환경선언을 넘어 정량적인 전력효율(PUE) 극대화와 탄탄한 시스템 신뢰성으로 증명돼야 한다”라며 “코플랜드는 전 영역에 걸친 데이터센터 전용 압축기 라인업과 지능형 패키지솔루션을 바탕으로 국내·외 고객사들이 차세대 하이퍼스케일 칠러시장에서 압도적인 기술 우위를 점할 수 있도록 강력히 지원하겠다”고 포부를 밝혔다.

 

“삼중테크, ‘배열 구동 냉각패키지’ 솔루션 제안”
우성민 삼중테크 기술연구소 이사는 ‘전력설비 및 데이터센터의 배열을 이용한 새로운 냉각기술’을 주제로 발표하며 AI대전환에 따라 급증하는 데이터센터의 전력난과 탄소규제를 동시 해결할 카드로서 버려지는 열을 냉각자원으로 전환하는 ‘배열 구동 냉각시스템(WHRC)’을 제안했다.

 

국제에너지기구(IEA)에 따르면 글로벌 데이터센터 전력소비량은 2024년 415TWh에서 2030년 945TWh로 128% 급증할 전망이다.

 

우 이사는 “기존 압축식 칠러는 전력사용효율(PUE)을 낮추기 위해 증발냉각을 쓰면 물 사용효율(WUE)이 악화되고 물을 아끼려 드라이 방열을 쓰면 팬전력이 늘어 탄소사용효율(CUE)이 깨지는 ‘트릴레마’가 발생한다”라며 “추가 연료없이 발전설비와 서버의 폐열을 냉각에너지로 회수하는 냉각플랫폼을 구축해야만 전력·물·탄소지표 등을 동시에 전방위적으로 절감할 수 있다”고 강조했다.

 

 

AI 데이터센터 냉각인프라가 액체냉각(D2C, 액침냉각)으로 전환되며 시설 냉수 공급온도가 기존 7℃ 수준에서 20℃ 이상(24~30℃)의 고온 냉수체계로 상승하고 있는 추세는 배열냉각에 거대한 기회가 되고 있다. 냉수가 고온화될수록 흡수식 냉동기 내부 리튬브로마이드(LiBr) 수용액의 결정화 리스크가 제거돼 안정성이 극대화되고 저품위 배열의 활용성이 압도적으로 우수해지기 때문이다. 이에 따라 삼중테크는 저온배열부터 고온 배가스까지 전 레벨을 커버하는 ‘5대 WHRC 솔루션패키지’를 정립했다.

 

주요 솔루션으로는 △연료전지 발전 시 배출되는 300~350℃의 배기가스를 활용해 연간 1,438MWh의 전력과 600톤의 CO₂를 아끼는 ‘SOFC 배가스 흡수식시스템’ △가스엔진의 배가스(500~600℃)와 자켓 온수(80~90℃)를 동시 회수해 1MW 가스엔진 기준 900usRT의 냉방능력을 제공하고 엔진 종합효율을 94% 이상으로 높이는 ‘가스엔진 Hybrid 흡수식 냉동기’ △플랜트 폐열인 배스팀과 배온수를 활용해 데이터센터 고온냉수를 생산하는 ‘데이터센터 전용 배열 흡수식 냉동기’ △액침조 등에서 나오는 45~60℃의 초저온 폐열을 회수해 보조 냉수를 생산하는 ‘액침냉각·DLC용 흡착식 히트펌프’ △외기온도에 따라 건식과 유하액막 습식모드로 자동전환돼 연간 물 소비량을 최대 76%까지 아끼는 ‘Wet-Dry 하이브리드 쿨러’ 등이 포함된다.

 

이에 더해 삼중테크는 인버터·변압기 손실열과 ESS 배터리 냉각수 배열활용은 물론 흡착식 냉각 메커니즘을 이식해 데이터센터의 폐열로 탄소포집필터를 재생시키는 공기 중 탄소 직접포집(DAC) 설비와 열적 융합기술로 확장 로드맵도 제시했다.

 

우성민 삼중테크 이사는 “30년 업력의 삼중테크는 설계·제작부터 시운전, 사후관리(A/S)까지 일괄 대응가능한 공고한 엔지니어링 기반을 갖추고 있다”라며 “배열냉각은 단순한 단품장비가 아니라 열원과 칠러, 방열과 제어를 하나로 묶는 고도의 패키지 기술인 만큼 발전설비와 냉동기 간 인터페이스 리스크를 제로화한 삼중테크의 DC 특화 플랫폼을 통해 국내·외 데이터센터의 자산가치를 획기적으로 높여 가겠다”고 밝혔다.

 

GF, DC 냉각용 폴리머 배관솔루션 구축
유열 GF 과장은 ‘폴리머배관의 효율성과 기대효과’를 주제로 AI 데이터센터 냉각시장 확대에 대응하기 위한 GF의 폴리머 배관솔루션을 소개했다.

 

AI기반 데이터처리 수요가 급증하면서 데이터센터 냉각시장이 빠르게 성장하고 있다. 고집적 서버와 GPU 기반 연산이 확대될수록 냉각부하가 증가하며 데이터센터 운영에서는 건설속도, 전력·물 사용효율, 가동시간 확보 등이 중요하다.

 

GF는 △건물 △산업 △인프라분야 등에 유체 흐름 솔루션을 제공하는 기업으로 46개국, 1만3,300여명의 임직원과 글로벌 생산·엔지니어링 거점을 보유하고 있다. 데이터센터분야에서는 △시설용수시스템(FWS) △응축기용수시스템(CWS) △기술냉각시스템(TCS) △인프라 배관 등 냉각 전반에 적용가능한 솔루션을 제공한다.

 

특히 설계단계부터 △엔지니어링 △사전제작 △시공 △시운전 △운영지원 등 전체 프로젝트 수명주기를 지원한다. 미주, 유럽, 아시아 등에 생산시설과 지사를 보유하고 있어 글로벌 프로젝트 대응과 현지지원, 빠른 납품이 가능하다.

 

 

GF의 핵심솔루션은 폴리머기반 배관시스템이다. 폴리머배관은 금속배관대비 가볍고 부식이 발생하지 않으며 설치속도가 빠르다. GF는 폴리머배관을 통해 냉각 안정성을 높이는 동시에 건설시간을 단축하고 데이터센터의 PUE와 WUE 개선을 지원한다.

 

유열 과장은 “GF 폴리머 솔루션은 금속대비 설치속도를 높이며 단열성능, 경량성, 부식방지 측면에서 장점을 가진다”라며 “배관시스템의 무게와 하중을 줄이면 구조물 부담과 체화탄소 저감에도 기여할 수 있다”고 말했다.

 

GF 폴리머솔루션은 금속배관대비 설치속도를 최대 4배 높일 수 있으며 단열성능은 약 30% 개선된다. 무게는 금속대비 약 50% 가볍고 부식이 발생하지 않아 장기운영 안정성 확보에 유리하다.

 

시설용수시스템과 응축기용수시스템에는 HDPE 기반 폴리머솔루션을 적용할 수 있다. 해당 시스템은 –50℃부터 60℃까지 운전조건과 최대 16bar 압력, DN10~1000mm 범위에 대응하며 △냉각기 △냉각탑 △히트펌프 △응축기 △건식냉각기 등 다양한 설비와 연계할 수 있다.

 

HDPE솔루션은 기존 강관에서 발생할 수 있는 부식과 유지보수 문제를 줄이는 데 유리하다. COOL-FIT은 미디어파이프, 단열재, 외부재킷을 결합한 경량·부식방지솔루션으로 효율적인 냉각을 지원한다.

 

GF는 싱가포르국립대학교(NUS)의 지속가능한 데이터센터 테스트베드에서 직접액체냉각용 폴리머솔루션을 적용해 테스트를 진행했다. 해당 테스트베드에서는 습도가 높은 환경에서도 부식이 발생하지 않고 접합 신뢰성을 높여 설치와 유지관리를 개선할 수 있는 것으로 소개됐다. 자료에 따르면 NUS 테스트베드에서는 에너지소비를 약 25% 감소했다.

 

최근 KT클라우드, 어니언소프트웨어, LG유플러스 평촌2센터 등에 PP-H 배관, 버터플라이밸브, PVDF 인랙 매니폴드 등 폴리머솔루션을 적용하며 단순 자재 공급뿐만 아니라 도면, 설계, CFD 등 기술지원을 제공 중이다.

 

또한 적외선 융착기술을 통해 DLC PP-H 배관을 접합한다. 이는 비접촉 방식으로 오염위험을 줄이고 자동화된 품질관리 프로세스를 통해 접합 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 융착장비와 교육, 용접비드 검사도 함께 제공해 현장 시공품질을 관리할 수 있다.

 

GF의 인랙 매니폴드는 랙 디자인에 맞춰 맞춤 제작되며 서버 트레이별로 균일하고 일관된 냉각수 흐름을 보장해 CPU와 GPU 성능저하를 유발할 수 있는 열 불균형을 방지한다. 퀵커넥트 밸브 700은 유지보수 시 빠르고 안전한 분리가 가능하며 금속제품대비 경량화와 유량성능 개선효과를 갖는다.

 

GF의 솔루션은 △기가컴퓨팅 △디지털엣지 △NETMOUNTAINS △Dornan Engineering 등에 적용되고 있다. 특히 디지털엣지 싱가포르 NARRA1 10MW 시설에서는 HDPE 폴리머솔루션 적용을 통해 약 13만5,000kgCO₂-eq의 탄소배출을 절감했으며 Dornan Engineering의 아일랜드 프로젝트에서는 사전제작 배관모듈을 통해 공정수시스템 현장 설치기간을 기존 6개월에서 6주로 단축됐다.

 

유열 과장은 “AI 데이터센터에서는 장비 자체의 냉각성능뿐만 아니라 장비와 연결된 배관시스템의 신뢰성과 효율성도 중요하다”라며 “GF는 냉각 안정성, 공기단축, 유지관리 저감, 탄소저감 측면에서 데이터센터 냉각환경에 적합한 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.

 

버티브, 액체냉각·모듈형 인프라전략 제시
이수영 버티브코리아 이사는 AI 데이터센터 확산에 따른 냉각인프라 변화 방향성을 제시했다. 특히 GPU 고밀도화에 따른 열관리 변화와 모듈형 데이터센터 구축, 전력·냉각 통합 운영전략 등을 중심으로 차세대 데이터센터가 갖춰야 할 인프라구조가 제안됐다.

 

AI 확산으로 데이터센터시장이 빠르게 성장하고 있지만 해결해야 할 과제도 함께 커지고 있다.

 

특히 글로벌 데이터센터 투자규모가 약 1조9,000억달러까지 확대될 것으로 전망되는 가운데 AI 데이터센터 경쟁력은 기술을 안정적으로 운영할 수 있는 기반시설에서 결정된다. 이에 따라 GPU와 서버 확보뿐만 아니라 전력인프라 구축, 냉각설비, 부품 공급망, 안정적인 투자기반까지 함께 확보돼야 한다.

 

이수영 버티브코리아 이사는 “AI시대가 도래하며 데이터센터 설계방식 자체가 바뀌고 있다”라며 “GPU 성능 향상으로 랙과 POD 단위의 컴퓨팅 밀도가 빠르게 높아지고 있으며 앞으로는 기가와트(GW)급 AI 데이터센터 구축도 본격화될 것”이라고 말했다.

 

이어 “GPU세대가 빠르게 교체되는 만큼 전력과 개별설비가 아닌 하나의 통합시스템으로 설계돼야 한다”라며 “데이터센터 전체를 하나의 시스템으로 바라보는 엔드투엔드(End-to-End) 인프라의 필요성이 높아지고 있다”고 강조했다.

 

버티브는 여러 세대의 컴퓨팅기술에 대응가능하도록 설계된 엔드투엔드 시스템·서비스를 제공하고 있다. 버티브의 파워 트레인은 전력이 서버까지 공급한다. 써멀체인은 GPU에서 발생한 열이 액체냉각과 방열과정을 거쳐 다시 순환하는 열관리체계다.

버티브의 솔루션은 모든 어플리케이션 영역에서 AI데이터센터를 구현할 수 있다. AI 데이터센터는 크게 △마이크로 및 엣지 △하이퍼스케일 △AI 팩토리 등으로 구분된다.

 

마이크로 엣지 데이터센터는 △냉각·전력·랙 등 일체화된 솔루션을 제공하는 스마트 로우 HPC △서버랙에 있는 도어 자체를 냉각코일로 만드는 도어냉각기 RDHX △각 랙이 CDU를 담당하는 랙타입 L2L 방식 CDU 121 △L2A 방식을 적용하는 CDU 70 등으로 구성된다.

 

하이퍼스케일 데이터센터는 본격적으로 액체 냉각이 필요한 일체형솔루션 스마트런 형태로 구성되며 AI 팩토리는 2.3 MW 대용량의 CDU를 적용하는 형태다.

 

이수영 이사는 “최근 데이터센터는 개별 장비가 아니라 전력과 냉각, IT를 하나의 시스템으로 설계하는 방향으로 전환되고 있다”라며 “액체 냉각이 차세대 AI 데이터센터의 핵심기술”이라고 말했다.

 

 

기존 공랭방식은 서버에서 발생하는 열을 공기로 배출하는 구조지만 GPU의 소비전력과 발열량이 급격히 증가하면서 공기만으로는 안정적인 열관리가 어려워지고 있다. 이에 따라 냉각수를 이용해 서버에서 직접 열을 제거하는 액체냉각방식이 새로운 표준으로 자리 잡고 있다. 이때 데이터센터 내부에는 냉각수 공급과 회수, 배관 연결, CDU 등 새로운 열관리 인프라가 함께 구축돼야 한다.

 

액체냉각의 도입이 데이터센터 전체 열관리 구조를 바꾸는 과정으로 GPU에서 발생한 열은 냉각수를 통해 외부로 전달되며 이 열을 얼마나효율적으로 방출하고 제어하느냐가 전체 에너지 효율을 좌우할 것으로 예상되는 가운데 후에는 고온 냉수가 일반화될 것으로 분석된다.

 

그러나 드라이쿨러방식은 지역별 기후와 데이터센터 운영환경에 따라 달라질 수 있다. 특히 고온다습한 환경에서는 드라이쿨러만으로 안정적인 냉각수 온도를 유지하기 어려운 만큼 냉동기와 드라이쿨러를 결합한 하이브리드 냉각방식이 필요하며 데이터센터 운영목적에 따라 최적의 냉각전략을 선택해야 한다.

 

냉각시스템 구조의 경우 싱글루프는 구조가 단순하고 구축 비용이 낮지만 전체 시스템이 하나의 냉각조건에 영향을 받는다. 듀얼 루프는 냉각계통을 분리해 효율을 높일 수 있지만 초기 투자비와 운영 복잡성이 증가해 데이터센터 규모와 운영목적에 따라 적절한 구조를 선택하는 것이 중요하다.

 

이수영 이사는 “버티브는 최대 1.5MW에서 6.2MW까지 확장가능한 전력 아키텍처를 통해 다양한 GPU 세대와 고밀도 AI 랙 요구사항에 유연하게 대응할 수 있는 스마트런기술을 보유하고 있다”라며 “전력·냉각·IT 인프라·모니터링 및 서비스 등을 제공하는 모듈화형 데이터센터인 OneCore를 추진 중”이라고 말했다.

 

이어 “AI 데이터센터는 앞으로 전력과 냉각, IT를 각각 운영하는 시대가 아니라 하나의 통합 인프라로 설계·운영하는 시대가 될 것으로 기대된다”라며 “모듈형 구축 방식이 데이터센터 경쟁력을 좌우할 것”이라고 강조했다.

 

델타, PTU기반 모듈형 전력인프라 구축
장정현 델타일렉트로닉스 코리아 부장은 Delta Prefabricated Solution을 주제로 AI 데이터 센터 구축 속도를 높이기 위한 모듈형 전력인프라를 제시했다. 특히 사전제작 방식인 PTU를 중심으로 데이터센터 전력공급구조와 구축 방식의 변화, 컨테이너형 전력 설비의 장점과 국내 도입 과제를 공유했다.

 

델타일렉트로닉스는 대만에 본사를 둔 전력·전자 솔루션기업으로 모바일 전자부품부터 모빌리티, IA, 인프라사업 등까지 다양한 분야에서 사업을 전개하고 있다. 특히 북미 주요 IT기업들과 협력하며 AI 데이터센터용 전력·냉각인프라 공급을 확대하고 있다.

 

델타의 데이터센터 공급시스템은 △전력계통장비 △액체·공랭기반 냉각솔루션 △모듈형 컨테이너 △PTU 등으로 구성된다. AI 데이터센터에서는 전력공급장비 역시 하나의 인프라로 구성돼 전력을 어떻게 안정적으로 공급하고 운영할 것인지가 데이터센터설계 핵심으로 작용한다.

 

델타일렉트로닉스의 PTU는 최대 3MW급 용량으로 제한된 컨테이너 내부 공간에 대용량 전력 장비를 집약적으로 구성했다. 이때 PTU에서 가장 중요한 설계요소는 발열관리다. UPS는 PTU 내부에서 가장 큰 발열원 중 하나로 제한된 공간에서 안정적인 냉각성능을 확보해야 한다.

 

장 부장은 “PTU 활용 시 △신속한 구축 △병행 시공 △모듈형 확장성 △통합형 전력 시스템 △프로젝트 리스크 저감효과 측면에서의 장점이 있다”라며 “PTU는 공장에서 사전제작과 성능 시험을 마친 뒤 현장에 설치하는 방식으로 구축 기간을 단축할 수 있다”고 말했다.

 

 

PTU는 건축공사와 전력설비 제작을 동시에 진행해 프로젝트 일정을 효율적으로 관리할 수 있어 데이터센터 규모 확대에 따른 모듈 단위 증설이 가능하다. 또한 전력설비를 하나의 시스템으로 통합해 운영효율을 높일 수 있으며 현장시공을 최소화해 품질편차와 시공 리스크도 줄일 수 있다.

 

또한 기존 데이터센터는 현장에서 전기실을 구축하고 장비를 개별 설치하는 방식이었다면 PTU는 공장에서 설계와 제작, 시험을 완료한 뒤 현장으로 운송·설치하는 방식으로 데이터센터 전력인프라 구축기간을 크게 줄이며 품질을 표준화할 수 있다.

 

델타는 한정된 컨테이너 내부에 UPS와 배터리, 서킷브레이커 등 대용량 전력장비를 집적해 좁은 공간에서도 효율적으로 냉각할 수 있도록 PTU를 설계하고 있다.

 

컨테이너형 PTU 상용화를 위해서는 운송과 설치과정도 함께 고려해야 한다. 델타의 PTU는 폭 약 4m, 길이 15~17m 규모 대형모듈로 제작돼 운송과정에서 도로여건과 물류 계획을 면밀히 검토해야 한다. 이때 필요할 경우 국내에서 분리·재조립하는 방식도 검토가능하다.

 

장 부장은 “AI 데이터센터는 구축 속도가 경쟁력이 되는 만큼 모듈형 전력인프라의 중요성이 더욱 커질 것”이라며 “PTU도 세대를 거치며 더욱 고밀도·고효율 형태로 발전하고 있다”고 강조했다. 이어 “국내 소방법과 건축법, 전기설비 기준, 각종 인증과 인허가 체계 등 제도적 요건을 충족해야 하는 만큼 기술뿐만 아니라 법·제도적 검토도 함께 이뤄져야 한다”라며 “국내 도입에는 별도검토가 필요하다”고 말했다.