AI 붐 속에서 데이터 센터 에너지 사용을 줄이기 위한 스타트업 경쟁
데이터 센터는 전 세계 전기의 약 2%를 소모하는데, 이는 에너지 관련 온실 가스 배출량의 약 1%에 해당한다.
Netflix 스트리밍, 클라우드에 자료 저장, Zoom에서 회의하는 것은 기계의 에너지에 대한 욕구를 부추기는 온라인 활동 중 일부에 불과하다. 하지만 아마도 가장 큰 원인은 인공지능일 것이다.
AI 모델은 특히 머신러닝 및 딥 러닝 작업의 경우 훈련하고 실행하기 위해 엄청난 양의 컴퓨팅 파워가 필요하다. 결과적으로 국제 에너지 기구(IEA)는 데이터 센터의 에너지 사용량이 2026년까지 두 배가 될 것으로 예측한다.
어느 쪽으로 보든 데이터 센터의 에너지 사용량은 임박한 기후 문제이다. 그렇다면 이에 대해 무엇을 할 수 있을까?
디지털화를 잠시 중단하는 것 외에도 두 가지 핵심 솔루션이 있다. 첫 번째는 데이터 센터에 재생 에너지를 공급하는 것이다. 기술 거대 기업들은 데이터 센터의 배출량을 줄였다고 큰 주장을 했지만 여전히 큰 의문이 남아 있다.
두 번째는 점점 더 많은 신생 기업이 노력하고 있는 것으로, 모든 킬로와트에서 최대한의 가치를 추출하는 것이다. 즉, 에너지 효율성이다.
침지 냉각
Nvidia와 같은 대형 기술 기업은 특정 작업에 대한 전력 소비를 줄이도록 설계된 특수 AI 칩과 같은 에너지 효율적인 하드웨어에 투자하고 있다. 하지만 데이터 센터의 에너지 사용을 실제로 해결하려면 냉각을 살펴봐야 한다.
서버 냉각만으로 데이터 센터 에너지 사용량의 약 40%를 차지한다. 네덜란드에 본사를 둔 Asperitas, 스페인의 Submer, 영국의 Iceotope와 같은 신생 기업은 답이 있다고 믿는다. 서버를 물에 넣는 것이다.
글쎄, 기술적으로 물은 전혀 아니지만 공기보다 서버의 열을 훨씬 더 잘 흡수하는 비전도성 유전성 액체이다. 그런 다음 열은 액체에서 냉각 시스템으로 전달된다. 이 방법은 팬이나 에어컨이 필요 없이 서버를 시원하게 유지한다.
그로닝겐 대학의 연구에 따르면, 침지 냉각이라고 알려진 침지 냉각은 데이터 센터를 냉각하는 데 드는 에너지 소비를 절반으로 줄일 수 있다. 침지 냉각을 사용하면 서버를 서로 더 가깝게 쌓아서 공간 요구 사항을 최대 3분의 2까지 줄일 수도 있다.
5,000만 달러 이상의 자금을 조달한 바르셀로나에 본사를 둔 Submer는 자사 기술이 데이터 센터 냉각 비용을 최대 99%까지 줄일 수 있다고 주장한다. 이 신생 기업과 다른 많은 기업은 향후 12년 동안 35배로 성장할 수 있는 이 신흥 시장을 개척하고자 한다.
Submer와 같은 신생 기업이 데이터 센터를 냉각하는 데 필요한 에너지를 줄이려고 하는 반면, 다른 회사들은 열을 효과적으로 활용할 방법을 모색하고 있다.
데이터 센터 열 재활용
AI와 수영장은 무엇이 공통점일까? 물론 둘 다 엄청난 양의 에너지를 소모한다. 런던에 본사를 둔 신생 기업 Deep Green은 두 가지를 결합하는 영리한 방법을 찾았다.
Deep Green은 레저 센터 시설과 같은 에너지 집약적 사이트에 작은 데이터 센터를 설치한다. 이 시스템은 컴퓨터에서 나오는 폐열을 사이트의 뜨거운 물로 전환한다.
그 대가로 센터에서 나오는 차가운 물은 클라우드 서버를 냉각하는 데 사용된다. 아이디어는 호스트 사이트가 Deep Green의 서버가 데이터를 처리하여 생성한 무료 난방을 받고, 그 결과 무료 냉각을 받는다는 것이다.
독일 스타트업 WINDCores도 데이터 센터를 지역화하려고 한다. 하지만 수영장 대신 풍력 터빈 내부에 미니 데이터 센터를 설치하고 있다. 서버는 거의 전적으로 바람으로 구동되고 기존 광섬유 케이블을 통해 데이터를 전송한다.
노르웨이에서는 송어 양식장이 인근 데이터 센터의 폐열로 전력을 공급받고 있으며, 스웨덴 스톡홀름에서는 약 10,000개의 아파트가 데이터 센터 운영업체인 DigiPlex가 제공하는 열을 공급받고 있다.
이러한 이상하고도 멋진 솔루션은 모두 데이터 센터의 전기 갈증을 해소하려면 빠르게 확장되어야 한다. 1월에 Deep Green은 영국 전역의 100~150개 수영장을 데우기 위해 무려 2억 파운드를 모금했다.
하지만 궁극적으로 우리는 컴퓨팅 파워를 더 현명하게 사용해야 한다.
세계적으로 유명한 컴퓨터 과학자인 사샤 루치오니는 최근 AFP에 "생성 AI가 인터넷 검색에 사용된다는 사실이 특히 실망스럽다."라고 말했다. 루치오니는 자신의 연구에 따르면 생성 AI는 기존 검색 엔진보다 30배 더 많은 에너지를 사용한다고 말한다.
균형 맞추기
8월에 더블린은 전력망의 용량이 부족하고 시설에 전력을 공급할 현장 재생 에너지가 부족하다는 이유로 Google의 신규 데이터 센터 건설 신청을 거부했다. 데이터 센터는 작년에 아일랜드 전기의 21%를 삼켰다.
데이터 분석 회사 GlobalData의 연구 책임자인 게리 바튼은 더블린의 결정이 "최종 결정 중 첫 번째 결정"이 될 가능성이 높으며, 궁극적으로 새로운 데이터 센터 건설이 현장이나 근처에서 더 많은 청정 에너지를 생산하도록 강요할 것이라고 말했다.
AI로 인한 데이터 센터 붐의 잠재적 비용에 대한 조사가 진행되고 있는 가운데, 기술 거대 기업이 기후 변화에 대한 진전을 과장하고 있다는 비판이 커지고 있다.
가디언 신문의 최근 조사에 따르면 2020년부터 2022년까지 Google, Microsoft, Meta, Apple의 회사 소유 데이터 센터에서 발생한 실제 배출량은 공식적으로 공개된 것보다 약 662% 더 높았다.
데이터 센터의 에너지 수요와 기후 및 인프라 제약을 균형 있게 조절하는 것은 앞으로 정부와 서비스 제공업체에 "중요"할 것이라고 바튼은 말했다.
미래에는 우주에 데이터 센터를 두거나 핵융합 에너지를 사용하여 전력을 공급하면 이러한 문제 중 일부를 해결할 수 있지만, 지금으로서는 데이터 센터가 (진정으로) 친환경 전력으로 작동하고 더 효율적으로 작동하도록 하는 것이 이러한 균형을 맞추는 데 중요할 것이다.
