생성형AI 확산으로 고성능 GPU 서버 도입이 늘면서 데이터센터의 전력밀도가 빠르게 높아지고 있다. 이에 따라 고밀도 AI 서버를 안정적으로 운영하기 위한 액체냉각기술과 함께 설계부터 구축, 운영까지 데이터센터 전 주기를 통합 관리하는 역량이 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다.

 

LG CNS는 2019년 국내 최초로 설계·구축·운영을 턴키로 수행하는 DBO사업모델을 도입했으며 DBO사업의 설계·컨설팅분야에서 약 60%의 점유율을 확보하고 있다.

 

최근에는 삼송 데이터센터사업에서 올해 1분기 기준 약 1조원 이상의 수주 성과를 거두며 국내 DBO시장 선도기업으로 입지를 다지고 있다.

 

채민영 LG CNS 데이터센터사업단장을 만나 AI 데이터센터 냉각환경 변화와 CDU 운영전략, 국내 액체냉각 생태계 과제 등을 들었다.

 

■ 데이터센터 냉각환경은 어떻게 변하고 있나

데이터센터 냉각환경은 공랭중심에서 액체냉각 중심으로 빠르게 전환되고 있다. 기존 데이터센터는 공랭식 냉각으로 랙당 20~30kW 수준의 전력밀도에 대응해 왔지만 AI 서버는 랙당 120~132kW 수준까지 높아지면서 공랭식만으로는 안정적인 냉각에 한계가 있는 상황이다.

 

이에 따라 현재는 고발열 AI서버에 대응할 수 있는 D2C(Direct-to-Chip) 방식의 수요가 가장 높다. LG CNS도 서버칩에 직접 냉각수를 공급하는 D2C기반 액체냉각기술을 적용하고 있다. 차세대기술인 액침냉각은 한국에너지기술평가원과 연구과제를 수행하며 관련기술을 확보하고 있다.

 

■ 왜 액체냉각방식에서 CDU 운영이 중요한가

CDU(Coolant Distribution Unit)는 액체냉각시스템의 핵심설비인 냉각수분배장치로 액체냉각 확산과 함께 이를 중심으로 한 새로운 운영체계가 필요해졌다. 특히 In-rack, In-row 등 시스템 구성방식에 따라 운영자가 관리해야 하는 설비와 운전범위도 확대되고 있다.

 

CDU는 △냉동기 △냉각탑 △냉수펌프 △배관 등 데이터센터 전체 냉각인프라와 연계돼 운영된다. 따라서 CDU를 안정적으로 운영하려면 데이터센터 전반의 냉각계통을 통합적으로 이해하고 관리할 수 있는 역량이 필요하다.

 

■ 효율적인 CDU 구축·운영 전략은

전체 인프라와의 연계운영과 장애 대응을 고려하면 데이터센터 전반의 설비구조와 운영체계를 통합적으로 관리하는 운영사가 CDU를 직접 보유·운영하는 방식이 적합하다. 책임 구분, 신속한 대응체계 등을 사전에 명확히 정립할 필요가 있기 때문이다.

 

신규 AI데이터센터는 L2L(Liquid-to-Liquid) CDU를 중심으로 설계하는 것이 바람직하다. 고발열 AI랙 대응과 에너지효율 측면에서 L2L방식이 유리하며 기존 데이터센터도 현재 인프라 조건에 맞춰 전환할 수 있다. 다만 일정 수준의 공기냉각이 필요한 만큼 실제 현장에서는 액체냉각과 공기냉각을 병행하는 하이브리드 설계가 필요하다.

 

운영측면에서는 CDU를 데이터홀 인접 역에 배치하는 것이 효율적이다. CDU와 2차 배관, 랙 사이 거리를 줄이면 냉각수 공급안정성을 높이고 배관손실을 최소화할 수 있기 때문이다. 다만 코로케이션 데이터센터는 데이터홀이 고객 보안구역인 경우가 많아 운영사가 상시 접근할 수 있는 별도 공간에 설치하는 것이 현실적이다.

 

■ 기존 냉각장비의 운전전략은

액체냉각 도입시 기존 냉각설비 △칠러 △냉각탑 △드라이쿨러 △냉수펌프 등의 운전전략도 함께 재설계해야 한다. 기존 데이터센터는 기존 냉각계통과 연계하는 방식이 적합하며 신규 AI 데이터센터는 공랭계통과 액체냉각 계통을 특성에 맞게 분리해 구축하는 것이 효율적이다. PUE가 낮아지면 추가적인 IT로드를 확보하는 데에도 유리하다.

 

■ 액체냉각 도입시 가장 중요한 고려사항은

CDU 공급사나 액체냉각 벤더를 선정할 때 GPU 서버와의 호환성과 제조사 인증(Certification) 여부를 가장 먼저 확인해야 한다. 또한 글로벌 데이터센터 적용 실적과 장기 운영 안정성, 유지보수 체계 등을 종합적으로 검토해야 실제 운영과정에서 발생할 수 있는 리스크를 줄일 수 있다.

 

이러한 검증체계는 국내 액체냉각 생태계 경쟁력 확보를 위해서도 중요하다. 현재 CDU와 냉각수 품질관리장비 등 액체냉각 핵심제품은 외산 의존도가 높은 만큼 국산 제품의 성능과 신뢰성을 검증하고 GPU 서버 및 제조사 인증을 확보해야 한다.

 

 

■ DBO 경쟁이 본격화되고 있는데

생성형 AI 확산으로 전 세계 데이터센터 수요가 급증하면서 DBO(Design·Build·Operation)사업 경쟁이 본격화되고 있다. 이에 따라 데이터센터시장에서의 기업간 경쟁도 DBO 역량 중심으로 재편되는 양상이다. DBO사업 모델은 데이터센터의 첫 시작인 설계 단계부터 참여해 구축, 운영까지 전체 라이프사이클을 일괄 수행하는 방식이다.

 

국내에서는 LG CNS가 ‘퍼스트펭귄’으로 평가받으며 데이터센터시장을 선도하고 있다. 1992년 국내 최초로 자체 데이터센터를 구축한 데 이어 2019년에는 DBO사업 모델을 국내 최초로 도입하며 데이터센터사업 구조 자체를 바꿨다. 이후 LG CNS는 데이터센터시장 투자 수요를 기반으로 하남·죽전·삼송 데이터센터 등 하이퍼스케일급 데이터센터 구축 사업을 DBO방식으로 성공시켰다. 2023년 완공된 하남 데이터센터는 DBO모델로 탄생한 최초의 데이터센터다. LG CNS는 데이터센터 DBO사업 중 설계·컨설팅영역에서 약 60% 점유율을 차지하고 있으며 구축·운영 영역에서도 최고 수준의 점유율을 기록하고 있다.

 

최근 LG CNS는 삼송 데이터센터 사업에서 1분기 기준 약 1조원 이상 수주 성과를 내며 국내 1위 DBO사업자로서의 입지를 다시 한번 입증했다. 여기에는 △삼송 데이터센터 네이버클라우드 코로케이션 계약 △삼송 데이터센터 위탁운영 사업 △삼송 데이터센터 2단계 구축 사업 등이 포함된다.

 

특히 삼송 데이터센터에 네이버클라우드를 고객으로 유치한 코로케이션 계약은 LG CNS가 수행한 데이터센터 코로케이션 사업 중 단일 계약 기준 최대 규모라는 점에서 의미가 크다. 계약 기간은 올해 7월부터 2035년 5월까지다. 코로케이션은 데이터센터 내 서버, 네트워크 장비 등을 설치할 수 있는 공간을 임대하고 전력·냉각·보안·운영 등 인프라를 함께 제공하는 사업이다.

 

이번 성과는 DBO사업 경쟁이 본격화되는 환경에서 달성됐다는 점에서 의미있다. 올해 후발주자들이 데이터센터 DBO시장에 잇따라 진입하고 있는 가운데 LG CNS는 초대형 사업을 연이어 수주하며 시장 내 격차를 다시 한번 벌리고 있다. 업계에서는 LG CNS가 오랜 기간 축적한 DBO 전 영역의 수행 역량과 고객 신뢰가 후발주자들에게 높은 진입장벽으로 작용할 것이다.

 

 

■ 향후 사업모델은

LG CNS는 약 40년간 데이터센터사업을 수행하며 국내 시장을 선도해온 대표 사업자다. 최근 생성형 AI 확산에 대응해 6개월 내 구축 가능한 모듈형 AI데이터센터를 새롭게 선보이며 DBO사업 모델을 확장했다.

 

모듈형 AI데이터센터는 컨테이너 하나에 GPU 576장을 수용할 수 있으며 기존 2년 이상 걸리던 데이터센터 구축기간을 약 6개월 수준으로 크게 단축한다. 모듈형 구조를 통해 단계적 확장이 가능해 고객은 초기 투자 부담을 줄이면서도 필요에 따라 유연한 인프라 확대가 가능하다.

 

LG CNS는 국내시장에 이어 글로벌시장에서도 가장 먼저 성과를 내고 있다. LG그룹 내 ‘원(One) LG’ 데이터센터 사업을 리딩하며 LG전자, LG에너지솔루션과 함께 DBO, 냉각, 전력 역량을 결집한 통합형 AI데이터센터 사업 모델을 구축했다. 이를 바탕으로 지난해 한국기업 최초로 해외에서 AI 데이터센터 구축 사업을 수주했다. 대표 사례가 인도네시아 자카르타의 1,000억원 규모 하이퍼스케일급 AI 데이터센터사업이다. LG CNS는 이를 발판으로 베트남 등 동남아시장으로도 사업 확대를 추진 중이다.