겉에서 보면 거대한 창고처럼 보입니다. 하지만 내부에는 배송용 상자가 쌓여 있는 대신, 고성능 서버가 수없이 줄지어 설치되어 있습니다. 현재 전 세계 곳곳에서는 AI와 클라우드 서비스를 운영하는 데 필요한 막대한 컴퓨팅 성능 수요를 충족하기 위해 데이터센터가 빠르게 증가되고 있습니다. Meta, Amazon, Apple, Google, Microsoft 등 미국의 거대 기술 기업들과 기타 관련 업체들은 인프라 구축을 위해 총 수천억 달러 규모의 투자를 진행하고 있습니다. 대표적인 사례가 미국 루이지애나주에서 건설 중인 Meta의 데이터센터입니다. 이 시설은 축구장 약 70개에 해당하는 엄청난 규모를 자랑합니다.
데이터센터의 컴퓨팅 성능이 증가하면서 새로운 과제도 등장하고 있습니다. 대부분의 사람들은 개인용 컴퓨터가 고부하 작업을 수행할 때 얼마나 큰 소음을 내는지 경험해 보았을 것입니다. 냉각팬이 시스템 내부로 더 많은 냉각 공기를 공급하기 위해 빠르게 회전하면서 큰 굉음을 냅니다. 하지만 고성능 그래픽 처리 장치(GPU)는 일반 가정용 컴퓨터나 노트북의 CPU 칩보다 10배 더 많은 에너지를 필요로 합니다. 최대 10만 개의 GPU가 좁은 공간에 집적되면 온도가 상승하고, 이에 따라 냉각 필요성도 더 커집니다.
데이터센터 에너지 소비량 중 최대 40%는 냉각에 사용됩니다. 이에 따라 오늘날 대부분의 운영업체들은 지속 가능한 해결책을 찾기 위해 공랭식 냉각 대신 에너지 효율이 높은 액체 냉각 방식을 도입하고 있습니다. 액체 냉각 방식은 프로세서에서 발생하는 열을 직접 흡수한 뒤 중앙 열교환기를 통해 방출합니다. "우리는 이 첨단 기술의 초기 개발 단계부터 관여해 왔습니다. 오늘날 엔드레스하우저는 미국의 AI 혁명을 지원하는 선도적인 산업 측정 솔루션 공급업체로 자리잡았습니다."라고 미국 반도체 및 데이터센터 부문 비즈니스 개발 매니저 라이자 켈소(Liza Kelso)는 말합니다.
미개척 영역
몇 년 전 데이터센터에 액체 냉각 기술이 도입되기 시작했을 당시에는 바로 적용 가능한 표준 솔루션이 존재하지 않았습니다. 이에 엔드레스하우저는 플랜트 엔지니어링 업체 및 시스템 통합업체와 협력하여 적합한 계기를 선정하고 용량을 산정한 후 시스템에 통합하는 과정을 지원했습니다. 최신 데이터센터의 냉각 시스템은 서로 연결된 모듈형 프로세스 스키드 시스템이 설치되어 있는 중앙 유틸리티 빌딩(CUB, Central Utility Building)에서 운영됩니다. 각 CUB 내부에는 대형 냉각기, 열교환기, 제어 캐비닛 및 기타 설비가 있으며, 실시간 데이터를 활용해 최적의 서버 온도를 유지합니다. 하나의 CUB 냉각 시스템에는 유량, 온도, 압력, 수질 등을 모니터링하기 위한 수십 개의 측정 계기가 포함될 수 있습니다. 데이터센터 하나에는 일반적으로 4개 이상의 스키드가 결합되므로 데이터센터 캠퍼스에서는 수천 개의 측정 계기가 서로 연동되어 작동할 수 있습니다.
"엔드레스하우저의 고정밀 프로세스 측정 기술은 냉각 시스템 성능 최적화와 자원의 효율적이고 지속 가능한 관리에 기여합니다."라고 켈소는 말합니다. 에너지와 물 소비를 최소화하는 것뿐만 아니라 시스템 신뢰성 역시 데이터센터 운영업체의 최우선 과제 중 하나입니다. 과열로 인해 데이터센터 가동이 중단될 경우 손실 비용은 분당 약 15만 달러에 달할 수 있습니다. 이러한 상황에서 운영업체들은 PUE(전력 사용 효율) 값에도 더욱 주목하고 있습니다. PUE는 전체 에너지 소비량과 IT 인프라가 사용하는 에너지 소비량을 비교하는 지표입니다. 값이 1.0에 가까울수록 데이터센터의 효율성이 높다는 의미이며, 이는 공급된 거의 모든 에너지가 컴퓨팅 성능으로 전환된다는 것을 뜻합니다. 유럽의 경우 2026년 7월부터 신규 데이터센터는 PUE 값 1.2를 초과할 수 없습니다.
5배 증가한 연간 생산량
엔드레스하우저는 유량, 액체 분석, 레벨 및 온도 측정을 위한 종합적인 측정 기술 포트폴리오 외에도 민첩한 대응력과 고객 중심 전략으로 시스템 공급업체와 데이터센터 운영업체들의 신뢰를 확보했습니다. 데이터센터 구축에서는 하루하루가 중요합니다. "첫 번째 대규모 주문을 처리하기 위해 엔드레스하우저는 계기 유형별로 평상시의 연간 생산량보다 5배 많은 물량을 공급해야 했고, 이에 따라 해당 제품 센터는 즉시 생산 능력을 확대했습니다."라고 켈소는 말합니다. 그녀는 엔드레스하우저가 풍부한 전문성을 바탕으로 AI 데이터센터가 지속 가능한 성장 과정에서 직면하는 다양한 과제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다고 확신합니다. "앞으로 데이터센터는 재생 에너지를 포함한 자체 발전 시스템을 점점 더 많이 구축하게 될 것입니다. 또한 주변 지역사회에서 발생하는 폐수를 처리해 재활용하는 방식 등으로 물 소비량도 더욱 줄이게 될 것입니다. 엔드레스하우저는 이러한 분야에서도 최첨단 측정 기술과 애플리케이션 전문성을 바탕으로 지원을 제공할 수 있습니다."
가열되는 경쟁
디지털화, 클라우드 서비스, AI의 발전으로 데이터센터는 더욱 규모가 커지고 확대되고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2024년에만 전 세계적으로 5,000억 달러 이상의 투자가 이루어졌습니다. IEA는 향후 5년 동안 데이터센터의 전력 수요가 945 TWh로 약 두 배 증가할 것으로 전망하고 있으며, 이는 일본 전체 전력 소비량과 맞먹는 규모입니다. 현재 대규모 AI 데이터센터는 이미 평균적으로 약 10만 가구가 사용하는 전력량을 소비하고 있습니다. 미래의 데이터센터는 이보다 최대 50배 많은 전력을 사용할 수도 있습니다. 따라서 운영업체들은 전력 생산과 에너지 효율성 향상을 위한 지속 가능한 솔루션을 확보해야 합니다.