美 AI 데이터센터 냉각·전력 인프라 재편…韓 연관 장비 수출 확대

고발열 AI 서버 한계에 공랭식 지고 액체 냉각·고전압 직류 설계 부상
2030년 7조 달러 인프라 투자 북미 집중…대미 액체 펌프 수출 10%대↑

(사진=코트라)

[더구루=정예린 기자] 미국 인공지능(AI) 데이터센터 내 고집적 서버 도입이 늘면서 전력 인프라와 냉각 설계 방식이 바뀌고 있다. 고효율 냉각 장비와 배전 설비 수요가 연쇄적으로 늘어나고 있어 관련 기자재를 수출하는 한국 기업들의 반사이익이 예상된다.

3일 글로벌 시장조사기관 맥킨지(McKinsey & Company) 등에 따르면 오는 2030년 전 세계 데이터센터 인프라 투자 규모는 7조 달러에 이를 것으로 추산되며 북미 지역이 이 중 40% 이상을 차지한다. 미국 에너지부(DOE)는 자국 내 데이터센터 전력 소비 비중이 2023년 4.4%에서 2028년 최대 12%까지 확대될 것으로 내다봤다.

데이터센터 내 전력밀도 상승은 기존 공랭식 장비의 효율 저하를 부추겨 액체 냉각 설비 도입을 앞당기고 있다. 발열량이 높은 고성능 그래픽처리장치(GPU) 기반 AI 서버는 액체를 통해 직접 열을 제거해야 안정적인 온도 유지가 가능하다. 서버 간 물리적 간격을 좁혀 한정된 공간 내 집적도를 높일 수 있다는 점도 액체 냉각 채택을 늘리는 요인이다.

액체 냉각 확대와 맞물려 데이터센터 냉각수 소비량이 급증할 것으로 예상되면서 수자원 절감 설계도 주요 과제로 떠올랐다. 마이크로소프트(MS)는 냉각수가 증발하지 않고 시스템 내부를 순환하는 폐쇄형 칩 단위 냉각 방식을 신규 시설에 도입했다. 해당 설계를 적용하면 데이터센터 1곳당 연간 1억2500만 리터 이상의 물 사용량을 줄일 수 있다.

서버 단위 전력 소비 급증에 대응하기 위한 전력 공급망 최적화 작업도 병행되고 있다. 구글은 향후 1MW급 전력 수요를 감당하기 위해 오픈 컴퓨트 프로젝트(OCP)에서 ±400V 직류 기반 전력 구조 청사진을 공개했다. 엔비디아와 슈나이더 일렉트릭은 800V 고전압 직류 설계와 액체 냉각 시스템을 결합해 전력 전달 효율을 극대화하는 방안을 채택했다.

설계 패러다임 변화는 관련 설비의 수출 지표 증가로 직결되고 있다. 지난 2월 기준 데이터센터 냉각용 액체 펌프의 대미 수출액은 전년 동월 대비 10.1% 늘었다. 펌프 부품과 전기용접기 등 주요 기자재의 수출 물량 역시 같은 기간 각각 6.8%, 9.3% 상승했다.