데이터센터 설치, 어떻게 해야 하나?

 

 

데이터센터란 무엇인가?

데이터센터는 컴퓨팅 시스템 및 관련 하드웨어 장비를 저장하는 물리적 시설이다. 데이터센터는 서버 컴퓨터와 네트워크 회선 등을 제공하는 건물이나 시설이며, IT 서비스 제공에 필요한 장비를 한 건물 안에 모아 24시간 365일 운영하고 통합 관리하는 시설이다. 데이터센터는 기업의 서버와 스토리지를 설치하고 운영하는 장소이며, 고도화된 전원 관리 시스템, 고대역 네트워크 환경, 백업 시스템, 보안 시스템, 공조 시스템, 환경 재해 대비 시설 등을 갖추고 있다.

 

데이터센터를 설치하기 위해 필요한 인프라 시설은 크게 전력과 용수이다.

 

데이터센터 용량

데이터센터의 용량과 수전용량은 서로 다른 개념이다.

 

데이터센터 용량 

데이터센터 용량은 데이터센터에서 호스팅할 수 있는 서버, 스토리지 및 네트워크 장비의 총량을 나타낸다. 일반적으로 데이터센터 용량은 랙(서버 보관 장치)의 수나 총 컴퓨팅 자원(프로세서, 메모리, 스토리지 등)의 용량을 기준으로 측정됩니다. 예를 들어, 1000개의 랙과 각 랙당 40개의 서버가 있는 데이터센터는 총 40,000대의 서버를 호스팅할 수 있는 용량을 갖고 있다고 말할 수 있다. 데이터센터 용량은 조직의 요구 사항과 확장 가능성에 따라 다르며, 주로 물리적인 공간, 전력, 냉각 시스템 등의 요소에 의해 제한될 수 있다.

수전용량

수전용량은 데이터센터에 공급되는 전력의 용량을 나타낸다. 데이터센터는 많은 전력을 소비하므로 안정적이고 충분한 전력 공급이 필요하다. 수전용량은 주로 전력 회로의 용량, 전력 공급 인프라(변전소, 변압기 등)의 용량을 기준으로 측정된다. 예를 들어, 10MW의 수전용량이 있는 데이터센터는 최대로 10MW의 전력을 사용할 수 있는 용량을 갖고 있다고 말할 수 있다. 수전용량은 데이터센터 용량 및 장비의 전력 요구 사항, 예비 전력 공급 등을 고려하여 결정된다.

데이터센터를 설계할 때는 데이터센터 용량과 수전용량을 조정하여 조직의 요구 사항을 충족하고 안정적인 운영을 보장할 수 있도록 해야 한다. 

 

데이터센터, 전력을 얼마나 사용하나?

2022년 12월을 기준으로 국내에는 147개의 데이터센터가 있고, 전력 1.8GW(1,762MW) 수요가 있다. (1곳 평균 12MW 규모인 셈)

향후 2029년까지 총 732개 49GW가 필요할 것으로 예상된다. (1곳 평균 67MW로 규모가 커진다)

* 자료출처 : 산업통산자원부

데이터센터는 24시간 서버와 데이터 저장 장치(스토리지)를 가동하고, 내부 온도와 습도를 일정하게 유지해야하는 등 전력소비가 매우 커 '전기먹는 하마'로 불린다. 데이터센터 1개당 평균 연간 전력사용량은 25GWh(기가와트시)로 4인가구 6천세대가 연간 사용하는 전력량과 맞먹는다.

데이터센터 수로는 수도권에 60%가 있고, 전력은 70%가 수도권에서 사용된다. 만약 현재 계획대로라면 2029년까지 80% 확대가 예상된다. 

 

데이터센터 수도권 집중의 문제점은?

데이터센터가 수도권으로 집중되는 현상에 대해 산업통산자원부는 다음과 같은 문제점이 있다고 지적한다.  ➊전력계통 수급, ➋사고발생에따른 인프라 마비, ➌지역간 균형발전 저해 측면에서 완화 필요

 

2029년까지 신청이 들어온 수도권 지역 신규 데이터센터 601개소 중40개소(6.7%)만 전력 적기 공급이 가능한 수준이다. 

 

 

데이터센터 사업비

데이터센터 사업비는 1MW 당 100억원 수준이었으나 최근 원자재값 상승에 따라 20~30% 가량 상승했다. 지금은 1MW 당 120억 정도로 보고 있다. (2023년 6월 기준)

 

냉각시스템 (용수 사용량)

미국의 데이터센터는 하루 평균 약 113만5천623리터(L) 물을 사용하는데, 이는 10만 가구 물 소비량과 비슷한 수준이라고 한다. 

1. 기계식 냉각 시스템: 기계식 냉각 시스템은 공기를 사용하여 열을 제거하는 방식이다. 주로 사용되는 기계식 냉각 시스템에는 다음이 포함된다.
- 에어컨 시스템: 데이터센터 내부에 에어컨 시스템을 설치하여 열을 제거한다.
- 크레이트 냉각 시스템: 서버 랙에 설치된 크레이트를 통해 냉각 공기를 유입하고 열을 제거한다.

2. 액체 냉각 시스템: 액체 냉각 시스템은 서버와 다른 열 발생 장치에 직접 액체를 통해 열을 전달하고 제거하는 방식이다. 주로 사용되는 액체 냉각 시스템에는 다음이 포함된다.
- 냉각 플레이트: 서버 또는 프로세서에 부착되는 냉각 플레이트를 통해 열을 전달하고 액체로 냉각한다.
- 서버 잠수 냉각: 서버를 액체로 잠수시켜 열을 효과적으로 제거하는 방식이다.

냉각을 위해 사용하는 용수량은 냉각 방식에 따라 달라지고, 규모에 따라 달라지는데, 네이버가 세종에 짓는 데이터센터의 경우 270MW(수전용량), 60만 유닛(서버)에 용수 3,000톤/일을 사용할 계획이다.

 

국내 데이터센터 사업자 동향

출처 : 컬리어스 보고서

* 위 보고서 중 네이버는 경기도 용인에 데이터센터를 추가할 계획이었으나 주민 반대로 계획을 취소하고 세종시에 조성하기로 하였다.

 

국내 데이터센터 개발 사례

출처 : 컬리어스 보고서

 

참고사례 : 세종 데이터센터(각 세종)

각 세종은 각 춘천의 6배 규모인 293,697㎡ 대지 위에 세워지는 하이퍼스케일(초대규모) 데이터센터다. 수전 용량 또한 각 춘천의 6.7배인 270MW(메가와트)에 달한다. 각 세종은 약 60만 유닛 이상의 서버를 수용할 예정이다.

용수와 관련해서는 시가 1일 3000톤 규모의 냉각수 공급을 약속했다. 시는 "공급되는 용수는 서버 열을 식히는 데 사용되어 수증기로 97~98% 가량 증발된다”며 “별로 문제될 게 없다”고 밝혔다.

 

전자파

“미래전파공학연구소가 지난해 12월 측정해 본 결과 춘천 제1데이터센터 ‘각’의 경우 주변 15개 장소 평균치가 0.16밀리가우스(mG)로 나타났다. 집안 측정치 평균(0.6mG)보다 낮고 일반 전자레인지 전자파(19.79mG)의 1% 수준에 불과한 수치다.”

“폐수에 대한 부분도 별로 문제되지 않는다. 공급되는 용수가 서버 가동 시 발생하는 열을 식히는 데 사용되는데, 97~98% 가량이 수증기로 배출된다. 네이버는 상수도 사용 용량 3000톤을 요구했고, 센터 입지 지역은 1일 5100톤의 충분한 용수를 공급할 수 있다.”

 

참고사례 : LG CNS 죽전데이터센터

죽전 데이터센터(지식산업센터)는 국내 최대 연면적 규모를 자랑하는 데이터센터다. 지상 4층, 지하 4층에 연면적은 99,070㎡로, 이는 축구장 면적의 약 14배 수준이다. 수전용량은 100메가와트(MW)에 달한다. 1메가와트는 100와트(W) 백열 전구 1만 개를 동시에 켤 수 있는 전력량이다.

 

죽전 데이터센터는 광활한 단일 상면(床面)이 특징이다. 하나의 상면에 약 1,000개의 랙(Rack)3) 배치가 가능하다.

 

죽전 데이터센터는 오는 2024년에 준공될 예정이다. 시공은 현대건설이 맡는다. 지리적으로 판교에 인접해 있어, 판교 IT 회사들의 데이터센터로 활용도가 높을 것으로 예상된다.