데이터빈·한국남동발전, 발전소 해수 활용 AI 데이터센터 냉각 기술 공동개발

인공지능(AI) 데이터센터의 전력 소비와 발열 문제가 커지면서 서버를 효율적으로 냉각하는 기술의 중요성이 높아지고 있다. 고성능 AI 서버는 연산 과정에서 많은 열을 발생시키기 때문에 냉각 설비의 에너지 소비와 운영 안정성이 데이터센터 구축의 주요 고려 사항으로 꼽힌다. 액침냉각 전문기업 데이터빈이 한국남동발전과 발전소의 해수냉각 인프라를 활용하는 AI 데이터센터 기술 개발에 나선다. 발전소에 구축된 냉각설비와 액침냉각 시스템을 연결하고 AI 기반 관리 기술을 결합해 새로운 엣지 데이터센터 운영 모델을 검증한다는 구상이다.

데이터빈(대표 김수용)은 한국남동발전과 ‘발전소 공급용 해수를 이용한 엣지 데이터센터 액침냉각 시스템 및 AI 기반 데이터센터 인프라 관리(DCIM) 개발’ 협약을 체결하고 연구개발과 실증을 추진한다.

이번 협약은 한국남동발전이 보유한 발전소 해수냉각설비를 AI 데이터센터의 냉각 인프라와 연계하는 것이 핵심이다. 기존 공랭식 냉각 방식에 대한 대안으로 액침냉각 기술을 적용하고, 해수를 외부 냉각원으로 활용해 에너지 효율과 운영 안정성을 높이는 기술을 개발한다.

액침냉각은 서버 등 전자장비를 전기가 통하지 않는 절연성 냉각액에 담가 열을 제거하는 방식이다. 공기를 이용해 서버를 냉각하는 공랭식과 달리 냉각액을 통해 장비에서 발생하는 열을 직접 전달한다. 고발열 서버의 열을 효율적으로 처리하기 위한 데이터센터 냉각 기술 가운데 하나다.

데이터빈은 자체 개발한 액침냉각 솔루션 ‘스마트박스(SmartBox)’를 기반으로 국산 액침냉각 시스템을 고도화할 예정이다. 여기에 발전소 해수냉각설비와 연결되는 열교환 모듈을 개발해 데이터센터에서 발생한 열을 외부 냉각계통으로 전달하는 구조를 구현한다.

기술 개발 과정에서는 해수와 데이터센터 장비가 직접 접촉하지 않도록 냉각계통을 분리한다. 데이터빈은 분리형 이중 회로(Two-Loop Isolation)와 폐루프 열교환 구조를 적용해 해수를 2차 냉각원으로 활용할 방침이다.

이 구조에서는 서버에서 발생한 열을 액침냉각액이 흡수하고, 열교환 과정을 거쳐 외부 냉각계통으로 전달한다. 해수는 데이터센터 내부 장비와 물리적으로 분리된 상태에서 냉각원으로 사용된다. 데이터빈은 이를 통해 냉각 과정의 안정성과 운전 신뢰성을 확보한다는 설명이다.

AI 기반 DCIM·디지털 트윈 결합…발전소 연계형 데이터센터 모델 검증

냉각 하드웨어 개발과 함께 AI 기반 데이터센터 인프라 관리 시스템(DCIM)도 구축한다. DCIM은 서버와 냉각설비, 전력설비 등 데이터센터 인프라의 운영 상태를 통합적으로 관리하는 기술이다.

데이터빈은 온도와 유량, 압력, 전력 등 주요 운영 데이터를 실시간으로 수집하고 분석하는 통합 관제 체계를 개발할 예정이다. 냉각 시스템의 작동 상태를 확인하고 운영 데이터를 바탕으로 설비를 관리할 수 있도록 하는 것이 목표다.

디지털 트윈 소프트웨어 개발도 연구 과제에 포함됐다. 디지털 트윈은 실제 설비의 상태와 운영 정보를 가상 환경에 반영하는 기술로, 데이터센터 냉각설비의 운전 상태를 분석하고 관리하는 데 활용할 수 있다.