데이터 센터 냉각이 업계에서 가장 뜨거운 혁신인 이유, 그래서 어딜 투자하라는거야?

과학 연구팀이 슈퍼컴퓨터를 사용하여 가장 효과적인 코로나바이러스 백신에 초점을 맞췄습니다 . 바쁜 임원은 ChatGPT에 이메일 초안을 작성하도록 요청하여 시간을 절약합니다. 스마트 냉장고는 내용물을 모아 식료품점에서 무엇을 사야 할지 알려줍니다.

 

이 세 가지의 공통점은 무엇입니까? 이들 모두는 디지털 세계의 중추인 데이터 센터를 통해 구동됩니다 .

또한 열과 많은 양을 발생시킵니다.

 

AI, 머신 러닝, 슈퍼컴퓨팅이 우리 비즈니스를 위해 창출하는 막대한 수요가 매우 많습니다. 사람들의 삶을 더 편리하게 만들고 기업이 더 나은 운영을 할 수 있도록 돕는 것 외에도 이러한 첨단 기술이 어떻게 인류에게 좋은 일을 하고 있는지 보여주는 많은 사례가 있습니다.

 

그러나 데이터 센터의 경우 모든 하드웨어를 시원하게 유지하는 방법이라는 큰 과제도 제기됩니다.

 

그리고 이 공간에 익숙하지 않은 사람들은 전통적인 냉각 방법이 그 유용성보다 오래 지속되기 시작했다는 사실을 모릅니다. 이로 인해 데이터 센터 공급업체는 고성능 컴퓨팅을 위해 열을 낮출 뿐만 아니라 에너지를 보다 효율적으로 사용하는 현대 세계를 위한 냉각 기술을 개발하기 위해 경쟁하고 있습니다.

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그렇게 하는 것은 빠를수록 좋습니다. 데이터 센터에 대한 수요는 계속 증가할 것이며, 미국의 전력 소비는 2022년에서 2030년 사이에 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다 .

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데이터 센터에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서 성장 자본, 매수, 부동산, 인프라 투자자 등 모든 유형의 투자자들의 관심이 높아지고 있습니다. McKinsey 분석에 따르면 미국 시장에서만 데이터 센터에 수용할 수 있는 서버 수를 반영하기 위해 전력 소비량으로 측정한 수요가 2022년 17GW에서 2030년 35기가와트(GW)에 이를 것으로 예상됩니다. ). 미국은 세계 시장의 약 40%를 차지하고 있다.

 

데이터 센터 냉각 101

기후 변화와 예측할 수 없는 기상 현상, 데이터 센터 탈탄소화에 대한 압력, 점점 더 강력해지는 컴퓨터는 데이터 센터의 냉각 및 에너지 효율성 기술에 대한 투자 기회를 제공합니다.

 

수천 대의 서버로 구성되는 데이터 센터 장비는 효율적으로 작동하려면 냉각이 필요합니다. 실제로 데이터 센터의 용량은 서버 냉각 성능에 따라 결정됩니다. 서버를 더 촘촘하게 쌓을수록 면적의 생산성도 높아집니다. 따라서 효율적인 냉각은 데이터 센터 수익성의 중요한 동인입니다. 냉각은 데이터 센터 에너지 소비의 약 40%를 차지합니다.9과열로 인한 가동 중단으로 인한 비용은 클 수 있습니다.

 

냉각 기술은 지난 10년 동안 급속히 발전했습니다. 대부분의 대규모 데이터 센터는 전체 공간을 시원하게 유지하는 오래된 에어컨과 같은 시스템을 내부 열 또는 회전 역학 히터 기반 냉각 설계로 교체했습니다. 즉, 서버에서 방출되는 열은 팬에 의해 빠져나가고 물이나 냉매로 냉각됩니다. 그러나 오늘날의 고급 시스템은 지구 온난화와 관련된 온도를 제어하는 데 어려움을 겪을 수 있으므로 훨씬 더 나은 성능이 필요합니다. 예를 들어, Google과 Oracle은 모두 지난 여름 유럽의 폭염으로 인해 다운타임을 겪었습니다.

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반도체에 전기가 흐르면 열이 발생합니다. 칩이 강력할수록 더 뜨겁게 작동합니다. 많은 최첨단 AI 애플리케이션을 뒷받침하는 Nvidia의 최신 그래픽 처리 장치(GPU)에는 냉각이 필요한 무려 800억 개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 이는 또한 미국 가정의 일반 거주자 만큼 많은 에너지를 사용합니다 .

 

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회로 기판과 배선에서 발생하는 열을 끌어내는 것은 회로 기판의 오작동이나 파손을 막는 데 매우 중요합니다.

 

지금까지 데이터 센터 업계는 작업을 완료하기 위해 대부분 공기 냉각에 의존해 왔습니다. 이 기술은 두 세트의 공기 덕트를 사용하여 외부에서 공기를 흡입하여 장비 전면으로 밀어낸 다음, 따뜻해진 공기를 후면으로 보내 배출됩니다.

 

단점은? 기계를 냉각시키는 데 필요한 에너지와 물을 소비하는 것 외에도 일반적인 공기 냉각 시스템은 부피가 커서 귀중한 공간을 차지합니다. 움직이는 부품이 많기 때문에 고장이 나기 쉽습니다.

 

데이터 센터 제공업체의 경우 이러한 지속 가능성 및 신뢰성 문제로 인해 공랭식에 대한 대안을 개발하려는 경쟁이 촉발되었습니다. GPU 및 기타 핫 실행 하드웨어의 등장은 지난 몇 년 동안 그 가치를 높였습니다.

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공랭식에서 액체 냉각으로 기술은 변화하고 있습니다.

점점 더 많은 데이터 센터가 요구 사항을 충족하기 위해 액체 냉각으로 전환하고 있습니다.

 

계속하기 전에 분명히 짚고 넘어가야 할 점은 데이터 센터 세계에는 모든 사람의 냉각 문제를 하루아침에 해결할 수 있는 플럭스 커패시터가 없다는 것입니다. 컴퓨터가 실온에서 작동할 수 있게 해주는 초전도체를 통해 전기 혁신이 비약적인 도약을 이룰 때까지 우리는 기존 기술을 점진적으로 개선해야 합니다.

 

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액체 냉각에 돈을 투자하는 이유는 단 하나입니다. 물은 공기보다 열을 더 효과적으로 차단하므로 GPU 및 기타 고밀도 컴퓨팅 하드웨어에 이상적입니다. 역사적으로 액체 냉각에 반대하는 주장은 물이 전자 장비 근처에 있어서는 안 된다는 것이었습니다. 그러나 Nvidia 및 기타 AI 칩 에 대한 엄청난 수요로 인해 이러한 우려는 무시되었습니다.

 

또한 액체 냉각 시스템은 공기 구동 경쟁 제품에 비해 더 적은 전력을 사용하며 놀랍게도 물도 더 적게 사용합니다. 움직이는 부품도 적습니다. 유지 관리의 관점에서 볼 때 이는 전기 자동차와 내연 기관 자동차의 차이와 같습니다.

 

그러나 무슨 일이 일어나더라도 데이터 센터에는 일정량의 공기가 흘러야 합니다. 대부분의 시설에서는 더 낮은 컴퓨팅 밀도에서 실행되는 장비를 냉각하기 위해 계속해서 공기를 사용할 것이며 모든 고객이 극적인 변화를 원하는 것은 아닙니다.

 

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액체가 미래의 냉각 기술인 이유

액체 냉각이 데이터 센터의 미래이며 궁극적으로 현상 유지가 될 것이라고 믿습니다.

 

왜? 비즈니스 사례는 설득력이 있습니다. 고객과 투자자에게 액체 냉각은 동일한 출력에 대한 자본 지출이 적다는 것을 의미합니다. 데이터 센터에 의존하는 기업은 더 높은 마진을 확보하여 경쟁사를 압도할 수 있습니다.

 

액체 냉각으로 전환한다는 것은 업계의 두 가지 핵심 지표인 물 및 전력 사용 효율성(WUE 및 PUE)이 향상된다는 의미이기도 합니다. 최근 연구 에 따르면 공기 냉각만 사용할 경우 시설 전력을 거의 20%, 전체 데이터 센터 전력을 10%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.

 

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액체 냉각으로의 도약은 누구도 눈치채지 못하는 사이에 일어날 것입니다. 혁신이 데이터 센터 산업을 휩쓸면서 기존 냉각 장비는 필연적으로 교체될 것입니다. 나에게 그것은 오래된 MD-80 여객기에서 현재 항공 산업 표준이 된 드림라이너로의 점진적인 전환과 같습니다.

 

그러한 변화를 추진하는 데는 막대한 양의 인프라 투자가 필요합니다. 데이터 센터에 대한 연간 자본 지출은 2022년 2,500억 달러에서 2027년까지 5,000억 달러 이상 으로 급증 할 것으로 예상됩니다. AI용 고성능 서버에 대한 투자는 범용 서버에 대한 지출의 5배로 증가할 것으로 예상됩니다. 냉각을 통해 중심 무대를 차지합니다.

 

물론 일부의 경우 액체 냉각으로의 전환은 몇 가지 장애물을 극복하는 것을 의미합니다. 이는 자본 집약적일 수 있으며, 상대적으로 새로운 기술에 대한 표준화와 변화를 위한 학습 곡선이 여전히 부족합니다.

 

그러나 앞을 내다보면 한 가지는 확실합니다. AI를 비롯한 많은 산업이 데이터 센터에 의존하기 때문에 고객에게 더 나은 서비스를 제공하는 혁신은 점점 더 빨라질 것입니다.

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<참고 : Here’s Why Data Center Cooling Is The Hottest Innovation In The Sector>