골드만삭스 보고서: 생성형 AI 열풍, 2030년까지 데이터센터 전력 수요 165% 증가

AI to drive 165% increase in data center power demand by 2030

생성형 AI 열풍으로 데이터센터 전력 수요 2027년까지 50%, 2030년까지 165% 급증 예상

생성형 인공지능(generative artificial intelligence)에 대한 관심이 폭발적으로 증가하면서 AI 기술 개발 경쟁이 가속화되고 있다. 이러한 AI 기술 발전은 고밀도 데이터센터와 더 많은 전력 공급을 필요로 한다. 골드만삭스 리서치(Goldman Sachs Research)에 따르면, 글로벌 데이터센터의 전력 수요는 2027년까지 50%, 2030년까지는 2023년 대비 최대 165%까지 증가할 것으로 전망된다. 이는 제임스 슈나이더(James Schneider) 수석 주식 리서치 애널리스트가 발표한 리포트에 담긴 내용이다.

최근 중국의 AI 발전, 특히 딥시크(DeepSeek) 모델은 현재와 예상된 AI 투자 수익에 대한 우려를 불러일으켰다. 그러나 딥시크의 훈련, 인프라, 확장 능력에 관해서는 여전히 의문점이 남아있다. 슈나이더 애널리스트는 “장기적으로 효율성 향상으로 자본 지출 수준이 낮아진다면(하이퍼스케일러나 새로운 참여자들의 새로운 투자 계획에서), 2027년 이후 예상되는 장기적 시장 공급 과잉 위험을 완화할 수 있을 것이다. 이는 데이터센터 시장의 내구성을 높이고 순환성을 줄이는 중요한 고려사항이 될 수 있다”고 말했다.

AI 워크로드, 2023년 14%에서 2027년 27%로 전력 점유율 두 배 가까이 증가 예상

현재 골드만삭스 리서치는 글로벌 데이터센터 시장의 전력 사용량을 약 55기가와트(GW)로 추정하고 있다. 이는 클라우드 컴퓨팅 워크로드(54%), 이메일이나 스토리지와 같은 일반적인 비즈니스 기능을 위한 전통적인 워크로드(32%), 그리고 AI(14%)로 구성되어 있다.

각 워크로드 유형에 대한 미래 수요를 모델링한 결과, 애널리스트들은 전력 수요가 2027년까지 84기가와트에 도달할 것으로 예상하고 있다. 이때 AI는 전체 시장의 27%로 증가하고, 클라우드는 50%로 감소하며, 전통적인 워크로드는 23%로 줄어들 것으로 전망된다. 그러나 이러한 기본 시나리오는 AI 사용 속도의 둔화에 영향을 받을 수 있다. 예를 들어 AI 주도 업무로의 전환이나 AI 수익화가 예상만큼 빠르게 발전하지 않을 경우, 수요는 기본 추정치에서 9-13기가와트 정도 차이가 날 수 있다.

베이징·상하이·북버지니아가 글로벌 데이터센터 강세, 2030년까지 전력 용량 122GW 확보 전망

현재 글로벌 데이터센터의 시장 용량은 약 59기가와트로 추정된다. 이 용량의 약 60%는 하이퍼스케일 클라우드 제공업체와 제3자 도매 데이터센터 운영자가 제공하고 있다. 나머지는 더 전통적인 기업 및 통신사 소유 데이터센터에 속한다. AI 전용 데이터센터는 새롭게 등장하는 인프라 유형이다. 현재까지 그 수는 매우 적지만, AI 워크로드의 독특한 특성에 맞게 설계되었다. 즉, 높은 절대 전력 요구사항, 더 높은 전력 밀도 랙, 그리고 이와 함께 제공되는 추가 하드웨어(액체 냉각 등)를 갖추고 있다. 이러한 데이터센터는 주로 하이퍼스케일러나 도매 운영자가 소유하고 있다.

지역별로는 아시아 태평양과 북미 지역이 현재 가장 많은 데이터센터 전력과 면적을 보유하고 있다. 특히 북버지니아(7%), 베이징(8%), 상하이(6%), 샌프란시스코 베이 지역(4%) 등이 두드러진다. 이 지역들은 높은 컴퓨팅 및 데이터 트래픽과 견고한 기업 캠퍼스 수요를 갖추고 있다. 골드만삭스 리서치는 2030년 말까지 약 122기가와트의 데이터센터 용량이 온라인 상태가 될 것으로 추정하고 있다. 이 용량의 구성은 하이퍼스케일러와 도매 운영자에게 더욱 치우칠 것으로 예상된다(현재 60%에서 70%로). 지난 10년간 아시아 태평양이 가장 많은 공급량을 추가했지만, 향후 5년 동안 예정된 용량이 가장 많이 추가되는 곳은 북미이다.

AI가 요구하는 더 높은 처리 워크로드로 인해 데이터센터의 전력 사용 밀도도 증가할 것으로 예상된다. 2027년에는 제곱피트당 162킬로와트(kW)에서 176킬로와트로 증가할 전망이다. 이 수치에는 냉각이나 데이터센터 인프라와 관련된 기타 기능과 같은 전력 오버헤드는 포함되지 않는다.

7,200억 달러 규모의 전력망 투자, AI 데이터센터가 새로운 투자 블루오션으로 부상

데이터센터가 증가하는 전력 수요에 기여함에 따라 전력망은 상당한 투자가 필요하다. 골드만삭스 리서치는 2030년까지 약 7,200억 달러의 전력망 지출이 필요할 것으로 추정하고 있다. 슈나이더 애널리스트는 “이러한 송전 프로젝트는 허가를 받는 데 몇 년이 걸리고, 건설하는 데 몇 년이 더 걸려, 지역들이 리드 타임을 고려하여 사전에 대응하지 않으면 데이터센터 성장에 또 다른 잠재적 병목 현상을 만들 수 있다”고 말했다.

유럽에서도 데이터센터 주도의 전력 수요 급증이 진행 중이다. 15년간의 전력 부문 하락 후 변화가 나타나고 있다. 골드만삭스 리서치는 유럽 대륙 전역의 공공 시설을 조사한 결과, 전력 배전 사업자가 받은 연결 요청 수(미래 수요의 선행 지표)가 지난 몇 년 동안 기하급수적으로 증가했으며, 대부분 데이터센터에 의해 주도되었다고 한다.

골드만삭스 리서치의 범유럽 유틸리티 팀 책임자인 알베르토 간돌피(Alberto Gandolfi)는 별도의 보고서에서 “향후 10-15년 동안 유럽의 전력 수요가 잠재적으로 10-15% 증가할 것으로 추정한다”고 적었다. 골드만삭스 리서치는 유럽의 데이터센터 파이프라인이 약 170기가와트에 달할 것으로 추정하며, 이는 해당 지역 전력 소비의 약 1/3에 해당한다.

데이터센터 시장이 확장됨에 따라 골드만삭스 리서치는 투자 기회가 증가할 것으로 예상한다. 가장 주목할 만한 투자 분야로는 하이퍼스케일러가 있다. 기업들은 핵심 비즈니스를 촉진하기 위해 AI와 머신러닝 도구를 기술 스택에 통합하려고 노력하고 있으며, 이는 하이퍼스케일러에게 이익이 된다. 또한 데이터센터 인프라를 완전히 개발하는 데 더 긴 시간이 소요되므로, 장기적인 민간 자본 풀을 조성할 수 있는 자산 관리자들은 더 짧은 시간 범위를 가진 투자자들에 비해 잠재적인 이점을 가질 것이다. 이와 함께 전력망의 확장은 데이터센터 공급의 주요 미래 제약 요인 중 하나로, 유틸리티 기업들에게도 새로운 기회가 열릴 전망이다. 마지막으로 하이퍼스케일 클라우드 기업들과 대규모 기업 고객들을 위한 상당한 자산 풋프린트를 가진 주요 데이터센터 운영자들은 예상되는 글로벌 수요 급증에 대응하기 위한 좋은 위치에 있을 것이다.

FAQ

Q: 생성형 AI가 데이터센터 전력 수요에 이렇게 큰 영향을 미치는 이유는 무엇인가요?

A: 생성형 AI는 대규모 언어 모델(LLM)을 학습시키고 운영하기 위해 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요합니다. 이러한 모델들은 방대한 양의 정보로 훈련되어야 하며, 이 과정에서 전력 소모가 큰 프로세서가 사용됩니다. 골드만삭스 리서치에 따르면 AI 관련 워크로드는 2023년 전체 데이터센터 전력 사용량의 14%에서 2027년까지 27%로 증가할 전망입니다.

Q: 데이터센터의 전력 수요 증가는 어떤 투자 기회를 만들어낼까요?

A: 데이터센터 전력 수요 증가는 다양한 분야에서 투자 기회를 창출합니다. 하이퍼스케일러(대형 클라우드 제공 업체), 장기 자본을 조달할 수 있는 자산 관리자, 전력망 확장이 필요한 유틸리티 기업, 그리고 데이터센터 운영자들이 주요 수혜자가 될 것으로 예상됩니다. 특히 2030년까지 약 7,200억 달러의 전력망 투자가 필요할 것으로 추정되어 관련 인프라 투자 기회도 크게 확대될 것입니다.

Q: 데이터센터의 전력 수요 증가에 따른 과제는 무엇인가요?

A: 주요 과제로는 전력 공급 인프라의 한계, 허가 지연, 공급망 병목 현상, 그리고 업그레이드 비용 및 시간이 있습니다. 특히 송전 프로젝트는 허가를 받는 데 몇 년이 걸리고 건설에도 추가 시간이 필요하므로, 사전에 계획하지 않으면 데이터센터 성장에 심각한 병목 현상이 발생할 수 있습니다. 또한 전력 사용 밀도 증가, 냉각 시스템 요구 사항 등 기술적 과제도 함께 고려해야 합니다.

해당 기사에서 인용한 리포트 원문은 링크에서 확인할 수 있다.

이미지 출처: 이디오그램 생성

기사는 클로드와 챗GPT를 활용해 작성되었습니다.