"인공지능(AI) 데이터센터의 핵심은 전력공급과 함께 냉각 인프라이다"
23일 만난 LG그룹 고위 임원이 Cnews에 한 말이다. 그는 "지난 8일 LG와 엔비디아의 최고경영진 회의에서 피지컬 AI와 AI 인프라 분야 협력을 논의했다"면서 "AI 연산 수요가 커지면서 설립될 대규모 데이터센터에 대한 전력 공급과 함께 열을 어떻게 관리하느냐가 대단히 중요하다"고 말했다.
그는 SK그룹이 국내 5개 주요 권역에 건립을 추진하는 1기가와트(1GW, 1000메가오트)급 데이터센터를 예로 들었다. 1GW는 원자력 발전소 1기의 전력량과 맞먹는다. 대형 하이퍼스케일 데이터센터(보통 20~50MW) 20~50개를 합친 초대형 규모다. 그는 "이 정도 규모의 데이터센터에는 수백만 개의 메모리가 들어간다"면서 "가동에 엄청난 열이 나기 때문에 냉각하는 게 데이터센터 가동의 열쇠가 될 것"이라고 말했다.
LG전자는 데이터센터 냉각 기술을 확보하고 있다. LG전자는 에어컨을 생산한 기술을 바탕으로 에어컨→초대형 냉방기(Chiller,칠러)→직접 칩 냉각(DTC)→액침냉각(Immersion)으로 이어지는 풀 라인업 토탈 솔루션을 구축했다.
AI 데이터센터의 발열 수준(랙당 전력 밀도)에 따라 단계별로 최적화된 기술을 제공하며 시장을 선도하고 있다고 해도 과언이 아니다.
1단계로 에너지 효율을 극대화한 인버터 기술을 적용 공기를 차갑게 만들어 서버실 전체를 식힌다. 랙당 40kW이하의 전력을 소모할 경우 초대형 고효율 칠러와 팬월유닛(FWU) 기술로 열을 식힌다.
2단계인 '직접 칩 냉각'은 발열이 심한 CPU·GPU 칩 위에 워터블록(냉각판)을 직접 얹어 호스로 냉각수를 순환시키는 방식이다. 랙당 전력소비량이 40~100kW인 경우 수랭식 칠러와 냉각수 분배 장치(CDU)를 적용한다.
차세대 냉각 방식인 액침냉각은 랙당 전력소비량이 1000kW이상인 경우 서버를 전기가 통하지 않는 특수 절연 액체에 통째로 담그는 방식이다. 공랭식 대비 팬 전력을 크게 절감한다. 1.4메가와트급 대용량 CDU,가상센서 제어 시스템을 적용한다.
LG전자는 1.4메가와트(MW) 급으로 세계 최고 수준의 대용량 CDU를 글로벌 전시회에서 공개했다. CDU의 용량이 커질수록 대규모 데이터센터 내부 공간을 적게 차지하므로, 1GW급 초대형 센터 구축 시 공간 효율성과 배관 복잡도를 획기적으로 줄여준다.
LG전자는 특정 센서가 고장 나더라도 주변의 다른 데이터를 계산해 정상 값을 찾아내는가상센서 기술을 적용해 중단 없는 냉각을 보장하고 있다. 또한 축적된 인버터 펌프 기술을 통해 서버 부하에 맞춰 절연액의 순환 속도를 실시간으로 정밀 제어해 불필요한 전력 소모를 막는다.
LG전자는 경기도 평택 칠러 공장 내에 데이터센터 전용 차세대 냉각 기술 테스트베드를 대규모로 구축, 실제 AI 서버 가동 환경을 그대로 구현해 전력효율지수(PUE)와 액체 누수 가능성 등을 완벽히 검증한 후 하이퍼스케일 시장에 공급하고 있다.
LG전자는 엔비디아와 'M.A.P(모빌리티·AI인프라·피지컬AI)'로 요약되는 3대 핵심 분야에서 전방위 협력을 추진하고 있다. AI 인프라 분야에서 LG전자는 엔비디아와 CDU, 콜드플레이트, 액침 냉각 기술 등 열관리 솔루션 인증 협력을 추진한다. 서버와 냉각 시스템, 전력 공급 장 등을 모듈 형태로 제작한 뒤 현장에서 조립하는 프리패브(Prefab) 설계 기술도 협력 대상이다.
이 임원은 또 "엔비디아는 AI 소프트웨어가 뛰어나고 LG는 그 기술이 실제로 테스트·배포될 제품과 생산 현장을 갖고 있다"면서 "피지컬AI가 두 기업 협력의 자연스러운 접점"이라고 말했다. 그는 "LG는 엔비디아에 없는 풍부한 제조생산 데이터를 보유하고 있다"면서 "엔비디아의 디지털 트윈 기술을 결합해 글로벌 스마트팩토리의 자율 제조 표준을 정립할 계획"이라고 소개했다.
박준환 기자 naulboo@gmail.com
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