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AI 데이터센터의 냉각 혁신 살펴보기

일반 리포트 2025년 01월 12일
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목차

  1. 요약
  2. AI 데이터센터의 전력 효율성 현황
  3. 냉각 솔루션의 종류 및 특징
  4. 냉각 솔루션의 시장 성장 전망
  5. 에너지 절약 및 ESG 경영 기여
  6. 결론

1. 요약

  • 이 리포트는 슈나이더 일렉트릭이 제안하는 AI 데이터센터 최적화를 위한 냉각 솔루션을 중점적으로 분석합니다. AI 데이터센터에서 전력 소비가 극대화되는 주요 요인인 쿨링 시스템의 중요성이 부각되면서, 슈나이더 일렉트릭은 프리쿨링 냉동기, 팬 월, 쿨링 옵티마이저 같은 솔루션을 제시하고 있습니다. 이들 솔루션은 데이터센터 운영 비용을 줄이고 ESG 경영 목표 달성을 지원하며, 에너지 효율성을 높이는 데 기여하고 있습니다. 데이터센터 냉각 시장은 매년 20~30% 성장할 것으로 예상되며, 향후 5년 내에 40조원 규모로 확대될 전망입니다. 이러한 성장은 생성형 AI의 발전과 맞물려 데이터센터의 열 관리 필요성을 더욱 강조하고 있습니다.

2. AI 데이터센터의 전력 효율성 현황

  • 2-1. AI 데이터센터의 전력 소비 현황

  • 최근 데이터센터 총 사용 전력의 약 45%가 데이터센터의 열을 식히는 '쿨링'에 사용되고 있습니다. 이로 인해 데이터센터의 전력 소비에서 쿨링 시스템의 중요성이 크게 증가하고 있습니다. 업계에서는 데이터센터 냉각 시장이 매년 20~30% 성장할 것으로 기대하고 있으며, 5년 안에 시장 규모가 40조원에 이를 것으로 전망하고 있습니다. 특히, 글로벌 데이터센터는 국내 데이터센터의 36배 수준에 이를 것으로 예측되고 있습니다.

  • 2-2. 쿨링 시스템의 중요성

  • 슈나이더 일렉트릭은 AI 데이터센터에서 쿨링 시스템의 중요성을 강조하고 있으며, 효율적인 열 관리를 통해 에너지를 절감하는 것이 필수적이라고 언급하고 있습니다. 프리쿨링 냉동기(Free Cooling Chiller)는 실외 공기를 활용하여 압축기의 기동을 최소화하고 팬과 펌프를 통해 냉수 온도를 조절하여 에너지를 절약할 수 있는 솔루션입니다. 이 외에도, 빌트인 타입의 팬 월(Fan Wall)과 통합적인 에너지 효율 관리가 가능한 쿨링 옵티마이저(Cooling Optimizer) 솔루션 등이 제시되고 있습니다. 팬 월은 200kW~최대 500kW 범위에서 전력을 수용할 수 있으며, 냉각 옵티마이저는 IT 장비의 온도를 측정하여 필요한 만큼의 냉각을 최적으로 조절하는 솔루션입니다. 이러한 냉각 솔루션들은 고객사의 데이터센터 운영 비용을 절감하고, 에너지 효율성을 높이며, ESG 경영에 기여할 수 있는 방안으로 자리 잡고 있습니다.

3. 냉각 솔루션의 종류 및 특징

  • 3-1. 프리쿨링 냉동기(Free Cooling Chiller)

  • 프리쿨링 냉동기는 실외 공기를 활용하여 간절기나 겨울철에 압축기의 기동을 최소화하고 팬과 펌프를 사용하여 냉수 온도를 조절하여 에너지를 절약할 수 있는 공랭식 냉각 솔루션입니다. 이 제품의 평균 전력사용효율성(PUE)은 1.5를 넘는 전통적인 공랭식 냉동기에 비해 전력사용효율성을 1.2까지 낮출 수 있습니다. 이를 통해 연간 에너지 사용량을 최소화하여 데이터센터의 전체 운영비용(OPEX)을 절감할 수 있습니다.

  • 3-2. 빌트인 팬 월(Fan Wall)

  • 빌트인 팬 월은 벽 자체를 팬으로 만들어 공기와 냉수 코일이 맞닿는 면적을 넓게 설계하여 전통적인 항온·항습기보다 더 효율적인 쿨링이 가능합니다. 이 솔루션은 200kW에서 최대 500kW 범위까지 전력을 수용할 수 있으며, IT 전산실과 기계실을 구분하여 사용할 수 있어 더욱 효율적인 보안 유지가 가능합니다.

  • 3-3. 쿨링 옵티마이저(Cooling Optimizer)

  • 쿨링 옵티마이저 솔루션은 데이터센터에서 사용되는 전력을 모니터링하고, 온도를 측정하여 통합적인 에너지 효율 관리를 가능하게 합니다. 이 솔루션은 IT 장비(랙)의 온도를 측정하는 센서와 이를 모니터링하는 소프트웨어(SW)로 구성되어 있으며, 데이터센터 내 IT 부하에 필요한 만큼의 냉각을 최적으로 조절하여 전력비용을 절감할 수 있도록 돕습니다. 쿨링 옵티마이저 솔루션을 활용할 경우 냉각 전력 사용량과 탄소(CO2) 배출량을 줄일 수 있으며, 이를 통해 데이터센터의 전력 비용 절감과 PUE 개선이 가능합니다.

4. 냉각 솔루션의 시장 성장 전망

  • 4-1. 데이터센터 냉각 시장 성장률

  • 데이터센터의 총 사용 전력 중 약 45%가 열을 식히기 위해 사용되며, 이에 따라 냉각 시스템의 중요성이 커지고 있습니다. 슈나이더 일렉트릭에 따르면, 데이터센터 냉각 시장은 매년 20~30% 성장할 것으로 전망되며, 이는 생성형 AI의 발전과 함께 더 강조될 것으로 예상됩니다. 특히, 국내 데이터센터의 냉각 시장이 향후 5년 내에 40조원 규모로 확대될 것으로 보입니다. 이러한 성장세는 기업들이 에너지 절약과 ESG 경영에 기여할 수 있는 기회를 제공할 것입니다.

  • 4-2. 5년 내 시장 규모 예측

  • 향후 5년 내 데이터센터 냉각 시장 규모는 40조원에 이를 것으로 예측되고 있으며, 이는 글로벌 데이터센터 시장의 크기가 국내보다 36배 큰 규모로 성장함을 시사합니다. 또한, 시대략적으로 AI와 같은 새로운 기술이 데이터센터 내 열 관리의 필요성을 더욱 부각시키고 있습니다. 슈나이더 일렉트릭은 이러한 트렌드에 발맞추어 다양한 냉각 솔루션을 통해 데이터센터의 전력 효율성을 극대화하고 있습니다.

5. 에너지 절약 및 ESG 경영 기여

  • 5-1. 에너지 절약 효과

  • 슈나이더 일렉트릭에 따르면 AI 데이터센터의 전체 사용 전력에서 약 45%가 열을 식히는 쿨링에 사용됩니다. 슈나이더 일렉트릭의 프리쿨링 냉동기는 실외 공기를 활용하여 간절기나 겨울철에 압축기의 기동을 최소화하며, 평균적으로 전력사용효율성(PUE)을 1.2로 낮출 수 있습니다. 이를 통해 연간 에너지 사용량을 최소화하고 데이터센터의 운영비용(OPEX)을 절감할 수 있습니다. 또한, 슈나이더 일렉트릭의 팬 월은 200kW에서 최대 500kW까지 전력을 수용할 수 있으며, 효율적인 쿨링을 통해 에너지 절약 효과를 극대화합니다. 쿨링 옵티마이저 솔루션은 IT 장비의 온도를 모니터링하고 최적의 냉각을 제공하여 데이터센터의 전력비용 절감을 돕습니다.

  • 5-2. ESG 경영과의 연관성

  • 슈나이더 일렉트릭의 냉각 솔루션은 데이터센터 운영에 있어서 에너지 효율성을 높이고, 탄소(CO2) 배출량을 줄이는 데 기여합니다. 이는 ESG 경영에 부합하는 데이터센터 운영을 가능하게 합니다. 특히, AI 데이터센터의 열 관리를 통한 에너지 절감은 고객사의 지속 가능한 운영에 필수적인 요소로 인식되고 있습니다. 슈나이더 일렉트릭 코리아의 최성환 본부장은 AI가 새로운 트렌드로 자리잡은 현재, 데이터센터에서 에너지 관리를 위한 다양한 솔루션을 제공하여 지속 가능한 데이터센터 운영을 지원할 것이라고 강조했습니다.

결론

  • 슈나이더 일렉트릭의 AI 데이터센터 냉각 솔루션은 현대 데이터센터의 전력 효율성을 크게 향상시키는 데 기여하고 있습니다. 이 리포트에서 다룬 주요 발견은 데이터센터에서 열 관리가 전력 소비의 약 45%를 차지하고 있으며, 이에 대응하기 위한 다양한 냉각 솔루션이 필요하다는 점입니다. 특히, 슈나이더 일렉트릭의 프리쿨링 냉동기, 팬 월, 쿨링 옵티마이저는 에너지 절감과 ESG 경영에 중요한 기여를 합니다. 데이터센터 냉각 시장이 지속적인 성장세를 보임에 따라, 이러한 솔루션들은 기업의 지속 가능한 운영을 위한 필수 요소로 자리 잡고 있습니다. 그러나 이러한 솔루션의 도입과 활용에는 추가적인 연구와 투자도 필요한 상황입니다. 앞으로의 발전 방향으로는 AI 기술의 진보가 열 관리의 효율성을 더욱 높일 것이며, 냉각 기술의 지속적인 혁신이 요구될 것입니다. 이러한 발전은 데이터센터 운영의 효율성 향상과 함께 실질적 내구성을 높이는 데 실질적인 적용 가능성을 가지고 있습니다.

용어집

  • 슈나이더 일렉트릭 [회사]: 슈나이더 일렉트릭은 에너지 관리 및 자동화 분야의 글로벌 리더로, AI 데이터센터를 위한 다양한 냉각 솔루션을 제공하고 있습니다. 이 회사는 고객의 에너지 효율성과 운영 비용 절감을 지원하며, ESG 경영을 통해 지속 가능한 환경을 조성하는 데 기여하고 있습니다.

출처 문서