SK텔레콤(SKT)과 SK엔무브는 각종 서버를 전기가 통하지 않는 특수 냉각유 속에 넣어 냉각하는 차세대 열관리 방식인 ‘액침냉각’ 기술 검증에 성공했다고 14일 밝혔다. SKT 직원이 인천사옥에 설치된 액침냉각 테스트 장비를 점검하는 모습 (사진=SK텔레콤)
생성형 인공지능(AI) 서비스가 쏟아지면서 고전력 GPU 서버도 요구되는 가운데 ‘액침 냉각 기술’이 주목을 받고 있다. SK텔레콤(SKT)과 SK엔무브는 특수 기름을 이용한 액침 냉각 기술을 GPU 서버 냉각에 도입하며 전기 사용량을 40% 가까이 줄이는 검증에 성공했다.
SKT는 각종 서버를 전기가 통하지 않는 특수 냉각유 속에 넣어 냉각하는 차세대 열관리 방식인 ‘액침냉각’ 기술 검증에 성공했다고 14일 밝혔다.
SKT는 액침냉각 전문회사인 미국 GRC의 설비와 다양한 제조사의 테스트용 서버, SK엔무브의 특수냉각유(Thermal Fluids, ZIC-GC2)로 자사 인천사옥에 액침냉각 시스템을 구축하고 지난 6월부터 4개월간 테스트를 진행했다고 설명했다. 이에 기존 공기냉각 대비 냉방전력의 93%, 서버전력에서 10% 이상이 절감되어 총 전력 37%가 절감되는 효과를 확인했다.
데이터센터는 대규모 데이터를 처리하고 저장하는 서버 운용은 물론 냉방과 습도 유지 등에도 많은 전력을 소모한다. 따라서 국내외 데이터센터들은 저전력 고효율 냉각 기술을 도입하거나 차세대 에너지를 사용하는 등 효율적인 냉각 시스템을 갖춰 전력 사용량 절감하려 한다.
SKT는 이번 검증에 성공한 액침냉각 시스템이 효율적인 냉각 효과와 전력 절감 효과로 글로벌 IT업계에서 큰 주목을 받을 것으로 기대하고 있다. 액침냉각 시스템은 차가운 공기를 순환시키거나 팬을 통해 냉각하는 기존 공랭식 시스템과 달리 전기는 통하지 않고 열전도는 높은 특수 냉각유에 서버를 직접 담가 냉각하는 유냉식 시스템이다.
공기보다 열전도가 훨씬 높은 특수 냉각유를 사용해 직접 서버 장비의 열을 흡수하고, 공기냉각에 필요했던 서버의 송풍기를 제거해 냉각뿐 아니라 서버의 전력 절감도 가능한 구조다.
또한 서버의 주요 고장 원인인 습도, 먼지, 소음에도 자유로워 서버 수명 연장도 기대된다. 서버 내부의 발열체인 CPU, GPU 뿐만 아니라 메모리, 저장장치 등 시스템 전체의 온도를 안정적으로 유지할 수 있어 고온으로 인한 장비의 고장 원인도 줄일 수 있다.
SKT는 “이번에 공기냉각 방식과 액침냉각 방식에서 각각 서버의 성능 테스트를 수행한 결과 성능에도 차이가 없었다”며 “같은 성능테스트 결과 대비 액침냉각에서 서버 전력 절감이 확인되어 전성비(전력 대비 성능 비율)가 좋아짐을 확인할 수 있었다”고 설명했다.
앞서 SKT는 지난해 8월 GRC사의 액침냉각 시스템을 10년 넘게 성공적으로 운용 중인 미국내 레퍼런스 사이트를 직접 방문해 액침냉각 시스템의 성능과 지속 가능성을 확인했다.
SKT는 올해 4월 자사 인천사옥에 액침냉각 테스트 설비 및 성능, 효율 분석 시스템을 구축했다. 6월부터 액침냉각 시스템의 성능, 안정성, 운영 모니터링 방안 및 비용 효율 등을 검증해 만족할 만한 결과를 확인한 것. SKT는 자사 AI서비스를 위한 전용 데이터센터를 오는 11월 인천사옥에 구축할 예정이다. 액침냉각 시스템은 내년 중 인천사옥에 본격 적용할 계획이다.
액침냉각 기술은 최근 GPU서버 시스템 발열량이 지속 증가함에 따라 데이터센터 에너지 소비량이 빠르게 늘어나면서 구글, MS, 인텔 같은 빅테크 기업들도 액침냉각 도입을 검토하고 있다.
SKT가 도입한 솔루션 기업인 GRC는 2009년 설립되어 미국 오스틴(Austin)에 본사와 연구소를 두고 있는 액침냉각 솔루션 글로벌 리더기업이다. 25개 이상 글로벌 특허를 보유하고 있다. 특히 엔비디아, 인텔, 델, HPE, SGI 등 글로벌 기업들을 고객사로 확보하고 다양한 기술협력을 하고 있다.
또한 SK엔무브는 지난해 GRC에 2500만달러 투자를 단행했다. GRC, 델 테크놀로지스와 업무협약을 체결해 데이터센터 액침냉각 시스템 수요확대를 위한 기술개발과 사후관리(AS) 시장 구축에 나섰다. 또 SKT의 액침냉각 실증 및 검토에도 참여해 성공적인 결과 도출에 기여했다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2022년 전 세계 데이터센터 전력 소비 추정치는 240~340TWh로, 이는 국내 연간 전력 소비량의 42~60%에 해당할 만큼 막대한 양이다.
SKT는 이번 국내 최초의 액침냉각 시스템 구축 및 성공적인 검증을 통해 입증된 데이터센터 모니터링 솔루션을 SK엔무브의 열관리 사업과 결합해 액침냉각 사업에 본격 나설 계획이다.
SKT CIO인 조동환 부사장은 “AI컴퍼니로의 전환을 가속화함에 따라 전력소비가 높은 GPU서버 도입이 증가하고 있는 상황 속에서 이번 액침냉각 도입을 통해 상당한 수준의 에너지 비용 절감이 기대된다”며 “향후 해당 기술 보급 확산을 통해 탄소중립 목표 달성에도 이바지하겠다”고 밝혔다.