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AI 데이터센터 액체냉각 확산...‘결로·냉각수 측정’이 안정성 좌우
[에너지신문] AI 데이터센터의 랙당 전력밀도가 빠르게 높아지면서 액체냉각 시스템의 운영 안정성을 뒷받침할 정밀 측정 기술의 중요성이 커지고 있다. 기존 공랭식 환경에서 주로 관리하던 온도·습도뿐 아니라 냉각수의 온도와 유량, 압력, 전도도, 누출 여부 등을 종합적으로 감시해야 하기 때문이다.
기후·산업 환경 측정 전문기업 바이살라는 오는 31일 ‘AI 데이터센터의 액체냉각: 냉각수가 칩까지 도달할 때 발생하는 변화’를 주제로 온라인 웨비나를 연다.
이번 웨비나는 행사 소개보다 고성능 GPU와 CPU 도입에 따라 변화하는 데이터센터 냉각 구조와 측정 항목을 살펴보는 데 초점을 맞춘다. AI 연산용 서버는 기존 서버보다 많은 열을 발생시키는 만큼 공기만으로 열을 제거하기 어려운 환경이 늘고 있다.
▲바이살라가 오는 31일 AI 데이터 센터 액체 냉각의 측정 전략 웨비나를 개최한다.
이에 따라 냉각수를 서버 내부 콜드 플레이트까지 공급하는 ‘다이렉트 투 칩’ 방식이 대안으로 부상하고 있다. 후면 도어 열교환기와 침수냉각을 비롯한 다양한 액체냉각 기술도 데이터센터의 규모와 장비 구성에 따라 검토되고 있다.
액체냉각 전환은 냉각 장비를 교체하는 수준에 그치지 않는다. 기존 공랭식 데이터센터에서는 온도와 습도, 차압이 대표적인 측정 항목이었다. 액체냉각 시스템에서는 여기에 냉각수 공급·환수 온도와 유량, 압력, 전도도, 누출 여부 등이 추가된다.
특히 시설 측 냉수 루프와 IT 장비 측 냉각 루프를 분리하는 냉각수분배장치(CDU), 서버 내부 콜드 플레이트 등 각 구간의 상태를 파악할 수 있는 측정 체계가 필요하다. 액체냉각이 적용되지 않는 부품과 장비에서 발생하는 잔열을 처리하기 위한 공기 측 온·습도 관리도 계속 병행해야 한다.
바이살라는 웨비나에서 공랭식과 액체냉각을 결합한 하이브리드 방식부터 후면 도어 열교환기, 다이렉트 투 칩, 침수냉각까지 주요 냉각 기술의 특성을 비교할 예정이다. 각 시스템 구성 지점에서 어떤 항목을 측정해야 하는지도 설명한다.
액체냉각 환경에서 새롭게 부각되는 과제는 노점과 결로 관리다. 차가운 냉각수가 IT 장비 가까이까지 공급되면 배관과 부품의 표면 온도가 주변 공기의 노점 아래로 떨어질 가능성이 있다. 이 경우 장비 주변에 결로가 발생해 전기·전자설비의 고장이나 운영 중단으로 이어질 수 있다.
결로 위험을 낮추려면 주변 공기의 노점과 냉각수 온도를 함께 측정하고, 배관 표면 온도가 노점 이하로 내려가지 않도록 제어해야 한다. 웨비나에서는 노점을 배관 표면 온도보다 일정 수준 낮게 유지하는 등 액체냉각 환경에 필요한 모니터링 방안이 소개될 예정이다.
센서의 장기 안정성도 핵심 주제로 다뤄진다. 냉각 시스템은 센서 측정값을 토대로 운전 조건을 조정하기 때문에 측정 오차나 장기간 사용에 따른 드리프트가 발생하면 냉각 효율 저하와 에너지 낭비로 이어질 수 있다.
초기 정확도뿐 아니라 센서의 내구성, 교정 주기, 유지관리 부담과 총소유비용까지 고려해 측정 시스템을 설계해야 한다는 설명이다. AI 데이터센터의 냉각 구조가 복잡해질수록 개별 센서의 성능을 넘어 전체 측정 인프라의 신뢰성이 시설 운영을 좌우할 것으로 보인다.
웨비나는 하이브리드 또는 완전 액체냉각 방식으로 전환하려는 데이터센터 설계·운영 담당자와 HVAC 및 설비 전문가 등을 대상으로 약 45분간 진행된다. 영어로 진행되며 한국어 자막이 제공된다. 참가 신청은 바이살라 공식 홈페이지 또는 별도 등록 페이지에서 할 수 있다.