AI 시장 성장에 따라 전력요구량 빠르게 증가

생성형 AI의 등장으로 데이터센터 산업이 큰 변화를 맞고 있다. 블룸버그 인텔리전스에 따르면 생성형 AI 시장 규모는 2022년 400억 달러에서 향후 10년간 1.3조 달러로 성장할 전망이다. 이에 따라 데이터센터의 수요뿐 아니라 설계와 입지 선정 기준도 크게 달라지고 있다.

AI 워크로드는 기존 IT 워크로드보다 전력 소비량 변동이 크고 밀집도가 높아 더 많은 열을 발생시킨다. 이에 따라 AI 특화 데이터센터는 기존 시설과는 다른 모습을 띄게 된다. 예를 들어 AI 이미지 생성 애플리케이션은 텍스트 생성보다 훨씬 더 많은 전력을 필요로 한다.

또한 AI 모델 생성, 튜닝, 추론 등 단계별로 전력 요구사항이 크게 다르기 때문에 데이터센터 운영자들은 처리되는 데이터 유형과 AI 모델 개발 단계에 따라 전력 자원을 계획하고 할당해야 한다.

AI와 고성능 컴퓨팅(HPC)의 도입으로 데이터센터의 랙 전력밀도가 빠르게 상승하고 있다. IDC에 따르면 대형 하이퍼스케일 시설의 평균 랙 밀도는 현재 36kW에서 2027년 50kW에 근접할 것으로 전망된다. 일부 AI 클러스터 요구사항은 80-100kW/랙에 달할 것으로 예상된다.

이에 따라 데이터센터들은 고밀도 인프라를 수용하기 위해 적응해야 한다. 특히 냉각 기술의 혁신이 필요하다. 전통적인 공기 냉각 방식으로는 밀집된 랙에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하기 어렵기 때문이다.

이에 따라 많은 데이터센터 업체들이 액체 냉각 기술을 도입하고 있다. 액체 냉각은 전력 소비를 최대 90%까지 줄일 수 있어 높은 전산 능력과 공간 요구사항 개선에 도움이 된다. 향후 고밀도 랙을 갖춘 시설에서 액체 냉각 기술의 도입이 더욱 확대될 전망이다.

데이터센터의 전력 수요가 급증하면서 충분한 전력 용량 확보가 큰 과제로 떠올랐다. 특히 소규모 국가에서 데이터센터 시장이 확대되면서 에너지 사용이 크게 늘어 발전 및 그리드 인프라에 상당한 부담을 주고 있다.

아일랜드의 경우 2028년 데이터센터의 전력 소비가 전체의 30%에 달할 것으로 예상된다. 덴마크에서는 2030년까지 데이터센터 전력 사용 비중이 1%에서 15%로 증가할 전망이다.

이에 따라 많은 국가에서 데이터센터 개발을 제한하고 있다. 아일랜드 국영 전력청은 2028년까지 더블린 지역 신규 연결을 중단했고, 싱가포르도 일시적으로 특정 지역의 데이터센터 건설을 중단시켰다.

한편 지속가능성에 대한 요구도 높아지고 있다. 데이터센터와 데이터 전송 네트워크가 에너지 관련 온실가스 배출의 1%를 차지하면서 운영자들은 효율성 개선뿐 아니라 지속가능한 전력 확보에도 나서야 하는 상황이다.

이에 따라 데이터센터 업계는 안정적인 전력 공급을 확보하는 동시에 환경 발자국을 최소화해야 하는 이중 과제에 직면해 있다. 이를 해결하기 위해 업계는 지리적 다각화, 현장 발전, 재생에너지 구매 계약(PPA) 등 다양한 전략을 모색하고 있다.

데이터센터 산업은 AI와 지속가능성이라는 두 가지 큰 도전 과제에 직면해 있다. 하지만 이는 동시에 사업 모델을 진화시키고 산업의 변화하는 니즈를 충족시킬 수 있는 기회이기도 하다. 앞으로 AI 모델 학습과 튜닝을 위한 특화된 데이터센터가 등장할 것이며, 기존 시설들도 증가하는 전력 및 냉각 수요에 대응해 재설계될 것이다. 이러한 요구사항을 충족하면서도 환경 발자국을 최소화할 수 있는 업체들이 데이터 중심 디지털 경제에서 혜택을 누릴 수 있을 것으로 보인다.

기사에 인용된 리포트 원문은 링크에서 확인할 수 있다.

기사는 클로드 3.5 Sonnet과 챗GPT-4o를 활용해 작성되었습니다. 

관련 콘텐츠 더보기