조진균 한밭대 교수는 6월22일부터 24일까지 휘닉스 평창에서 개최된 대한설비공학회(회장 강용태) 2022년 하계학술대회에서 데이터센터(DC: DataCenter)의 핵심요소인 IT전력밀도에 따른 저밀도, 중밀도 및 고밀도 랙-서버 구성에 대응 가능한 150 kW급 독립모듈 기본모델 3가지를 도출해 냉각시스템 선정방법에 대한 객관적 판단기준을 제시했다.
조진균 교수는 “하이퍼스케일 데이터센터는 새롭게 요구되는 IT환경을 반영해야 하는 만큼 데이터센터 운영환경의 안정성 확보가 매우 중요하며 IT장비의 전력밀도와 이에 대응하는 냉각시스템의 기술적인 측면이 고려돼야 한다”라며 “이번 연구는 IT장비의 고밀도 전력밀도에 대응 가능한 합리적인 냉각방식 선정의 객관적인 판단기준을 제시하는 데 목적이 있다”고 밝혔다.
데이터센터는 디지털화하는 현대산업의 핵심축 역할을 맡고 있다. 전 세계 데이터센터는 2016년 1,252개에서 2021년 1,851개로 최근 5년간 약 50% 증가했다. 국가별로는 미국이 815개로 대부분을 차지했으며 영국 210개, 독일 180개 순이었다.
시너지 리서치 그룹(Synergy Research Group)이 발표한 하이퍼스케일 데이터센터 현황에 따르면 전 세계에서 운영 중인 하이퍼스케일 데이터센터 수가 2021년 3분기 기준으로 약 700개에 달하는 것으로 나타났다.
하이퍼스케일 데이터센터는 연면적 2만2500㎡ 수준의 규모에 최소 10만대 이상의 서버를 갖춘 데이터센터로 정의된다.
데이터센터의 IT전력밀도는 데이터센터의 IT룸 레이아웃, 냉각설비 및 전력설비와 같은 다양한 방식으로 인프라 엔지니어링을 결정하는 매우 중요한 기준이다.
고밀도 IT부하 대응 150KW급 독립모듈에 요구되는 공간단위냉각의 구성면적은 약 130㎡이며 열기반냉각은 공간단위냉각대비 70%다. 랙기반냉각은 공간단위냉각대비 45%로 공간효율이 크게 향상되는 등 건축적인 측면에서는 가장 우수한 대안이다.
조진균 교수는 “데이터센터 냉각시스템 선정을 위한 판단기준은 IT전력밀도를 기반으로 도출된 필요건축면적, 에너지효율 및 초기투자비가 복합적으로 고려돼야 한다”라며 “지속적으로 증가하는 초고밀도 IT부하에 대응 가능한 냉각방식은 공랭식 냉각으로는 한계에 도달했다”고 밝혔다.
이어 “데이터센터 내부 수냉식 냉각인프라 구축은 IT장비 제조사와의 협력 등 적용에 어려움이 있으며 랙 기반 공랭식 냉각을 우선 고려해야 한다”고 덧붙였다.
조진균 교수는 “하이퍼스케일 데이터센터는 새롭게 요구되는 IT환경을 반영해야 하는 만큼 데이터센터 운영환경의 안정성 확보가 매우 중요하며 IT장비의 전력밀도와 이에 대응하는 냉각시스템의 기술적인 측면이 고려돼야 한다”라며 “이번 연구는 IT장비의 고밀도 전력밀도에 대응 가능한 합리적인 냉각방식 선정의 객관적인 판단기준을 제시하는 데 목적이 있다”고 밝혔다.
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