데이터센터 열 잡기에 걸린 기술국부國富 [아이티라떼] > IT/과학기사 | it/science

‘데이터센터의 열을 잡아라’

생성AI 시대가 열리면서 데이터센터 내에서 효과적인 열 관리 기술이 갈수록 중요해지고 있습니다.

데이터 처리 부담이 기하급수적으로 증가하는 만큼 이는 열에너지로 변환돼 데이터센터를 뜨겁게 달구고 있는 것이죠.

그런데 어떻게 데이터센터의 열에너지를 효과적으로 제어할 것인가라는 이 단순한 질문에는 놀랍게도 한국 대표 기업들의 미래 먹거리와 대한민국 국부國富가 걸려 있습니다.

바로 ‘액침쿨링’과 ‘극저전력 PIM 반도체’ 상용화입니다.

구글 등 글로벌 빅테크의 경우 데이터센터에서 뿜어져나오는 열을 식히기 위해 기존 공랭식 방식이 아닌 수냉식을 적극 활용하고 있습니다.

수 많은 팬을 가동하는 과정에서 발생하는 막대한 전력 부담을 줄이는 것은 물론 고가의 데이터센터 장비 수명을 늘리는 효과도 큽니다.

팬이 돌면서 유발하는 진동과 먼지 불순물 등 장비 수명을 단축시키는 공랭식의 단점을 해소할 수 있는 것이죠.

그런데 최근 기술 트렌드는 수냉식을 넘어 물이 아닌 특수 액체를 쓰는 액침쿨링 방식으로 전환되고 있습니다.

독성이 없는 비휘발성의 액체에 랙서버를 아예 잠기게 해 열처리 효율성을 획기적으로 끌어올리는 것입니다.

이 기술 부문의 선두 기업이 미국 GRC라는 업체인데 최근 SK엔무브가 이 회사에 2500만 달러약 330억원를 전략 투자했습니다.

SK엔무브는 소비자들로부터 ‘지크’라는 엔진오일 제조사로 유명한 업체로, 사명을 기존 SK루브리컨츠에서 SK엔무브로 바꾸고 데이터센터 열을 잡는 친환경 열관리 유체 개발에서 금맥을 캐려하고 있는 것이죠. 이는 비단 데이터센터 뿐 아니라 전기자동차 배터리 성능 고도화로도 확장될 수 있는 연계 기술이라는 점에서 폭발성이 더 큽니다.



이처럼 액침쿨링 관련 연계 산업에서 한국 기업들이 새로운 먹거리를 준비하고 있다면, 데이터센터에 들어가는 반도체의 구조와 성능 자체를 근본적으로 바꾸려는 실험도 한국에서 전개되고 있습니다.

바로 극저전력을 구현하는 PIM 반도체입니다.

주지하듯 고성능의 하이퍼스케일 데이터센터가 확산하면서 엔비디아가 제작한 고성능 GPU그래픽 칩셋가 폭발적 인기를 끌고 있습니다.

그런데 이 칩셋은 메모리와 프로세서가 분리된 구조를 기반으로 하다보니 막대한 전력 소모를 일으킵니다.



반면 삼성전자와 SK하이닉스는 정부, 학계와 손잡고 아예 칩 내부에 메모리와 프로세서 연산기를 집적한 형태의 PIMProcessing-In-Memory 반도체를 개발 중입니다.

메모리가 연산 기능까지 수행하니 지금의 반도체처럼 메모리에서 프로세서로 주고받는 과정에서 생기는 불필요한 전력 소모와 열에너지 배출 부담을 제거할 수 있습니다.

정부는 세계 최초로 한국 기업들이 PIM 반도체를 상용화할 가능성에 베팅하며 오는 2028년까지 4000억원 이상 연구개발 투자를 단행할 계획입니다.

사피온, 리벨리온 등 토종 기업들이 GPU를 개선한 NPU신경망처리장치 상용화에 분주한 가운데 아예 반도체 구조 자체를 바꿔 극저전력과 초고속 연산을 구현하는 PIM 반도체를 통해 엔비디아의 아성을 넘겠다는 전략이 동시에 전개되고 있는 것이죠.

최근 관련 연구에서 낭보도 들려옵니다.

PIM 연구개발에서 ‘국보급’ 학자로 꼽히는 카이스트 유회준 교수 연구팀이 최근 하나의 셀이 메모리, 연산기, 데이터 변환기 기능을 동시에 지원하는 ‘트리플-모드 셀’을 세계 최초로 개발하는 데 성공했습니다. 하나의 셀에서 다양한 기능을 지원하는 이 같은 중대 돌파구 기술이 쌓여 삼성전자, SK하이닉스 기술 및 제품과 만나면 제2의 디램 혁명이 태동할 수 있다는 게 정부의 기대입니다.



막대한 데이터 처리 수요와 맞물려 갈수록 뜨거워지는 데이터센터를 차갑게 식히는 기술.

이 질문에 대한 답을 구하는 과정에서 정부와 기업, 학계가 손을 잡고 K-제조업의 미래를 건 기술 개발 노력을 경주하고 있습니다.

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