“GPU 수만 개 시대” 데이터센터 ‘전력·냉각 전쟁’ 돌입

게티이미지뱅크

인공지능(이하 AI) 기술 확산과 함께 데이터센터 인프라의 핵심 경쟁력으로 전력·냉각 통합 역량이 부상하고 있다.

2일 현대차증권에 따르면 AI는 빠르게 확산되고 있으나 다수 기업은 여전히 제한적인 활용 단계에 머물러 있어 향후 도입 범위와 깊이가 동시에 확대될 가능성이 크다는 분석이다.

AI 모델은 멀티모달 전환과 고도화를 거치며 연산 요구량이 기하급수적으로 증가하고 있으며 이에 따라 AI 학습은 수만 개 GPU를 활용하는 초대형 클러스터 중심으로 전환되고 있다.

이 과정에서 데이터센터의 연산 수요와 인프라 부담이 구조적으로 급증하는 국면에 진입했다는 평가다.

AI 확산과 GPU·TPU 클러스터 대형화로 데이터센터는 서버 밀도, 전력 용량, 냉각 설비를 동시에 확대해야 하는 상황이다.

미국을 중심으로 신규 대형 AI 데이터센터 증설이 가속화되고 있으며 하이퍼스케일러들의 자본적 지출(CAPEX) 확대가 이러한 수요를 주도하고 있다. 이에 따라 AI 확산과 모델 고도화는 데이터센터 산업 성장의 핵심 동력으로 작용하고 있다.

다만 데이터센터 공급은 전력망 연결과 규제 등 인프라 병목으로 단기 대응이 어려운 상황이다.

신규 데이터센터 건설에는 5~7년이 소요되는 만큼 단기적으로는 기존 시설의 전력·냉각 인프라 업그레이드가 현실적인 대안으로 부상하고 있다. 이는 관련 장비와 솔루션 수요 확대를 견인하는 핵심 요인으로 지목된다.

AI 워크로드 확산과 랙 밀도 상승으로 기존 데이터센터의 전력·냉각 인프라는 한계에 도달했으며 내부 업그레이드와 전력 이중화가 필수 과제로 떠올랐다.

냉각 인프라 역시 AI 데이터센터 성능을 결정하는 핵심 요소로 부각되고 있다.

기존 공랭식 냉각의 한계를 극복하기 위해 직접 칩 냉각과 액침 냉각 등 고밀도 대응형 기술 전환이 가속화되고 있으며 이는 에너지·공간·운영 효율 개선 효과를 동시에 가져오고 있다.

일부 GPU 효율 개선에도 불구하고 랙 밀도와 클러스터 대형화로 전체 열 부하는 지속적으로 증가해 냉각 인프라 수요는 중장기적으로 유지될 전망이다.

현대차증권은 AI 데이터센터가 전력·냉각 통합 시스템 설계 중심으로 전환되고 있는 만큼 통합 인프라 역량을 보유한 기업이 전략적 수혜를 받을 것으로 분석했다.

정유진 기자 jinjin@hankyung.com