[르포] GPU 없이 140kW 발열 구현…내일을 실험하는 KT 목동IDC
[디지털데일리 강소현 기자] 차세대 인공지능(AI) 데이터센터는 어떤 모습일까. 그 미래를 가늠할 수 있는 현장이 서울 목동에 마련됐다.
지난 10월30일 찾은 kt cloud 목동 IDC 2센터의 'AI 이노베이션 센터'에서는 고성능 서버의 열을 물로 식히고, 그래픽처리장치(GPU) 없이 냉각 성능을 시험하는 등 새로운 시도가 한창이었다. 시설을 자율 점검하는 로봇까지 AI 데이터센터의 달라질 운영 환경을 실감할 수 있었다.
◆ 엔비디아 루빈 도입 대비…자체 개발 부하장치로 고밀도 환경 구현
서울 양천구에 위치한 목동 IDC 2센터는 지하 2층부터 지상 12층까지 규모로 조성돼 있다. 이 중 6개 층이 서버실이며, 나머지는 전력·냉각 등 데이터센터 운영에 필요한 공간으로 구성됐다. 서버의 전력 사용량에 따라 공간을 구분한 멀티존과 클라우드·콘텐츠전송네트워크(CDN)를 연계할 수 있는 하이브리드존도 마련돼 있다.
이곳에는 일반적인 서버 운영 공간과 별도로 새로운 기술을 시험하는 시설도 있다. 지난해 문을 연 'AI 이노베이션 센터'다.
kt cloud는 이곳에서 실제 GPU 서버와 자체 개발한 시험 장비를 활용해 차세대 AIDC에 필요한 냉각·전력 기술을 검증하고 있다.
대표적인 기술이 다이렉트투칩(D2C)이다. GPU 위에 냉각판(Cold Plate)을 밀착시키고 내부로 냉각수를 흘려 열을 제거하는 구조다. 서버 주변에 찬 공기를 순환시키는 공랭식과 달리 발열 부위를 직접 식힌다. kt cloud는 냉각에 필요한 전력 소비를 기존 공랭식 대비 20~30% 줄일 수 있다고 설명했다.
kt cloud가 자체 개발한 '수랭식 부하기'도 눈길을 끌었다. 실제 GPU 없이 고성능 AI 서버와 유사한 열을 발생시켜 냉각 설비의 성능을 시험하는 장비다. 서버형은 최대 64kW, 랙형은 최대 140kW의 열부하를 구현할 수 있다.
통상 데이터센터는 고객 장비를 반입하기 전 전력·냉각 설비가 설계대로 작동하는지 확인하는 '커미셔닝' 과정을 거친다. 수억원대에 이를 수 있는 GPU 서버를 직접 시험에 투입하면 비용 부담과 장비 손상 위험이 따르지만, 수랭식 부하기를 활용하면 이러한 부담 없이 냉각 성능을 검증할 수 있다.
kt cloud 관계자는 "kt cloud가 개발한 부하기를 활용해 랙당 140kW 수준의 전력·열 부하 환경을 구현했다"며 "이를 통해 고밀도 환경에서 전력·냉각 설비의 성능을 시험하고, 엔비디아 루빈(Rubin) 등 차세대 GPU 도입에 필요한 인프라 설계 조건을 검토하고 있다"고 밝혔다.
현장에선 장비의 발열 상태를 감지하는 자율주행 점검로봇도 시선을 사로잡았다.
kt cloud는 지난해 자율주행 점검로봇(AMR)을 활용해 서버실 점검·관제 기술을 실증한 데 이어, 올해는 보스턴다이내믹스의 4족 보행 로봇 '스팟(Spot)'을 활용한 2단계 실증을 추진하고 있다. 향후 로봇이 수집한 데이터를 AI 기반 운영 플랫폼과 연계해 설비의 이상 징후를 조기에 탐지하고 점검 업무를 자동화할 계획이다.
AI 이노베이션 센터가 미래의 서버 환경을 시험하는 공간이라면, 목동 IDC 2센터의 나머지 시설은 현재 운영 중인 서버를 안정적으로 지탱하는 역할을 한다. 전력 공급이 잠시만 끊겨도 고객사의 서비스가 중단될 수 있는 만큼, 정전과 재해에 대비한 설비를 곳곳에 갖췄다.
가장 먼저 방문한 1층 통합관제실에선 이같이 서비스 중단으로 이어질 수 있는 이상 징후를 24시간 감시하고 있었다. 유리창 너머 대형 모니터에는 서버와 네트워크 회선, 전력·냉각 설비의 가동 상태가 실시간으로 표시됐다. 대상은 목동뿐 아니라 수도권 주요 데이터센터 12곳이다.
전력 공급 경로도 이중화했다. 전력실을 물리적으로 분리해 한쪽 계통에 문제가 생겨도 다른 계통을 통해 전기를 공급할 수 있도록 했다. 인근 목동 IDC 1센터와는 캠퍼스 네트워크로 연결돼 두 센터를 하나의 데이터센터처럼 이용하거나 재해복구(DR)센터로 활용할 수 있다.
지하 2층에는 비상발전실을 갖췄다. 대형 디젤발전기 12대가 줄지어 있는 가운데 발전기 한 대당 용량은 3900kW로, 전체 설비 용량은 약 4만6000kW에 달한다고 밝혔다. 이는 한국전력에서 공급받는 전력 용량인 4만kW보다 큰 규모다.
발전기를 가동하기 위한 경유도 약 40만리터 비축했다. kt cloud에 따르면 현재 전력 사용량을 기준으로 외부 전력 공급 없이 약 48시간 동안 자체 발전이 가능하다.
kt cloud 관계자는 "외부 전력이 끊기면 무정전전원장치(UPS)가 즉시 전력을 공급해 서버가 멈추지 않도록 한다"며 "그사이 비상발전기가 30초 이내에 자동으로 가동돼 1분 이내에 전력 공급을 이어받는다"고 설명했다.
이어 "발전기 한 대가 고장 나더라도 운영을 이어갈 수 있도록 예비 발전기를 확보했다"며 "장기 정전에 대비해 인근 계약 주유소 2곳에서 연료를 추가로 공급받는 체계도 갖췄다"고 덧붙였다.
지진과 침수에도 대비했다. 건물 2.5층에는 면진장치 84개를 설치해 지반의 흔들림이 상부로 전달되는 것을 줄이도록 했다. kt cloud는 규모 7.0 수준의 지진에도 주요 설비를 정상 운영할 수 있도록 설계했다고 설명했다. 주요 전력·냉각 설비는 침수 위험을 고려해 지상 3층에 배치했다.
센터 곳곳에선 전력 소비를 줄이기 위한 설계도 돋보였다.
건물 중앙 4층부터 옥상까지 이어지는 '에어터널'이 대표적이다. 다른 공간보다 유독 한기가 느껴졌던 이곳은 외부의 차가운 공기를 끌어들여 서버실을 식히는 역할을 한다. 최근처럼 외부 기온이 15도 미만일 때는 외기를 활용하고, 그 이상으로 올라가면 냉동기 등 다른 공조 방식으로 자동 전환된다.
kt cloud 관계자는 "외기 냉각 방식 도입으로 냉각에 필요한 전력을 줄여 기존 데이터센터 대비 전력 운영 효율이 약 30% 개선됐다"며 "전력사용효율(PUE)은 1.4 수준"이라고 설명했다.
한편 kt cloud는 AI 데이터센터(AIDC)의 신속하고 안정적인 구축을 위해 LS일렉트릭, 버티브 등 전문기업과의 협력도 강화하고 있다. 설비를 단순히 공급받는 데 그치지 않고 설계 단계부터 협력해 전력·냉각·모듈형 인프라의 연계 방안과 적용 가능성을 검토하는 방식이다.
LS일렉트릭과는 모듈형 데이터센터에 필요한 전력 인프라를 공동 연구하고, 구축 일정에 맞춰 주요 전력설비를 안정적으로 공급받기 위한 협업체계를 마련하고 있다. 버티브와는 전력·액체냉각·모듈형 인프라를 통합적으로 고려한 설계 최적화를 추진 중이며, 군산 AIDC에도 모듈형 인프라 솔루션을 적용할 계획이다.
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