[EE칼럼] 4차산업시대, 클라우드 데이터센터의 에너지 효율화
4차산업혁명의 도래와 함께 IT산업의 기반 시설로 손꼽히는 ‘데이터센터’의 건립과 운영에 대한 관심이 높다. 클라우드 산업의 대명사로 여겨지는 아마존이 18개 지역에 리전(복수 데이터센터)를 운영 중에 있고, 구글과 MS, 페이스북 등 글로벌 IT기업이 글로벌 전역에 걸쳐 복수의 데이터센터 확보와 함께 신규 구축도 폭발적으로 늘어나고 있는 추세다.
국내 데이터센터의 시장 규모도 2020년 4조7000억 원으로 성장하며, 데이터 사용량은 같은 기간 6배 이상 급증할 것으로 예상된다. 이 같은 데이터센터의 구축 바람은 클라우드 산업뿐 아니라 인공지능, 자율주행, 빅데이터 등 새로운 IT 먹거리를 실현하는데 데이터 관리와 운영 능력은 필수 조건에 해당되기 때문이다. 그러나 데이터센터 중요성의 이면에는 ‘전기 먹는 하마’라는 오명과 함께, 전력소모에 따른 에너지 문제가 늘상 존재한다.
데이터센터를 구성하는 수많은 IT장비(서버, 스토리지, 스위치, 라우터 등)는 엄청난 전기 에너지를 소비하며, 높은 열을 발생한다. 또한 이렇게 발생된 열을 제거하기 위한 냉각 수단에도 추가적인 전력이 필연적으로 소비되기 때문에 엄청난 양의 이산화탄소를 배출하는 것은 부인할 수 없는 사실이다.
데이터센터의 에너지 효율화는 비단 에너지 자체의 절감, 친환경 측면에서만 국한되지 않는다. 에너지 효율화는 서비스 중단(Shutdown)과 같은 장애를 차단하며 데이터센터의 안전성과 신뢰성, 나아가 서비스의 지속가능성에도 직결된다. 중단 없는 서비스는 클라우드와 데이터 운영이 핵심인 4차 산업 분야에 선결조건이기 때문이다. 또한 에너지 소비가 높다는 것은 비용 측면에서도 상당한 부담으로 작용하기 때문에, 데이터센터의 에너지 효율화는 모든 ICT 기업의 숙제라고 할 수 있겠다.
NHN 역시 성남시 판교에 도심형 친환경 데이터센터인 ‘TCC(TOAST Cloud Center)’를 운영하며, 에너지 효율화를 위한 상당한 노력을 기울이고 있다. 먼저 국내 최초로 데이터센터의 온·습도를 제어하는 ‘간접 기화 쿨링시스템’을 도입했다.판형 열 교환기를 통해 넓은 면적에서 뜨거운 공기와 차가운 공기의 열교환을 이뤄지도록 유도하는 원리로, 소비 전력이 높지 않아 비용이 많이 발생하지 않는다.
두번째로 데이터센터 운영의 불확실성을 제거하기 위한 ‘DCIM(Data Center Infra Management)’솔루션을 도입하여, 서버룸 내온·습도의 아주 작은 변화까지 감지하면서 이를 분석하고 공조 장치를 제어할 수 있도록 했다. DCIM은 에너지 효율을 최대 20%까지 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.
‘컨테인먼트시스템’도 중요하다. 컨테인먼트는 서버가 내뿜는 뜨거운 공기를 뒤로 내보내 차가운 공기와 섞이는 것을 방지하는 차폐 장치로, 최적의 풍량을 공급할 수 있는 차압센서를 적용해 운영 효율을 높였다.
그 결과, TCC의 2018년 PUE(전력효율지수)는 연평균 1.2를 유지하며, 한국에너지공단이 주관하는 ‘2019 에너지 챔피언’ 우수사업장으로 선정되는 성과를 거뒀다. 전력량으로 환산하면 2500여 세대가 연간 사용할 수 있는 전기를 절감한 것과 맞먹는다. 또한 데이터센터의 글로벌 평균 PUE가 1.7 수준인 것과 비교해 상당히 높은 에너지 효율성을 달성하고 있다고 볼 수 있겠다. PUE는 전체 데이터센터 소비전력 가운데 IT장비가 쓰는 전력의 비율을 말한다.
그러나 아직 국내 데이터센터의 평균 PUE는 1.73, 공공기관의 전력 효율은 3.89(한국데이터센터 연합회 발표/2019년) 수준에 머물고 있다. 4차 산업 분야의 가파른 성장을 고려하면 데이터센터의 운영 주체 뿐 아니라 정부 차원의 에너지 절감 지원과 노력이 절실하다. 정부 차원의 데이터센터 폐열 재활용, 재생 에너지 지원 등을 현실화하여, 에너지 효율화의 실질적 변화를 가져올 수 있길 기대한다.
정덕교 NHN 인프라운영팀 수석
![[NHN] 정덕교 수석](http://www.ekn.kr/mnt/file/cdn/20191216/2019121501000639100024551.jpg "정덕교 NHN 인프라운영팀 수석.")
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▲정덕교 NHN 인프라운영팀 수석. |
4차산업혁명의 도래와 함께 IT산업의 기반 시설로 손꼽히는 ‘데이터센터’의 건립과 운영에 대한 관심이 높다. 클라우드 산업의 대명사로 여겨지는 아마존이 18개 지역에 리전(복수 데이터센터)를 운영 중에 있고, 구글과 MS, 페이스북 등 글로벌 IT기업이 글로벌 전역에 걸쳐 복수의 데이터센터 확보와 함께 신규 구축도 폭발적으로 늘어나고 있는 추세다.
국내 데이터센터의 시장 규모도 2020년 4조7000억 원으로 성장하며, 데이터 사용량은 같은 기간 6배 이상 급증할 것으로 예상된다. 이 같은 데이터센터의 구축 바람은 클라우드 산업뿐 아니라 인공지능, 자율주행, 빅데이터 등 새로운 IT 먹거리를 실현하는데 데이터 관리와 운영 능력은 필수 조건에 해당되기 때문이다. 그러나 데이터센터 중요성의 이면에는 ‘전기 먹는 하마’라는 오명과 함께, 전력소모에 따른 에너지 문제가 늘상 존재한다.
데이터센터를 구성하는 수많은 IT장비(서버, 스토리지, 스위치, 라우터 등)는 엄청난 전기 에너지를 소비하며, 높은 열을 발생한다. 또한 이렇게 발생된 열을 제거하기 위한 냉각 수단에도 추가적인 전력이 필연적으로 소비되기 때문에 엄청난 양의 이산화탄소를 배출하는 것은 부인할 수 없는 사실이다.
데이터센터의 에너지 효율화는 비단 에너지 자체의 절감, 친환경 측면에서만 국한되지 않는다. 에너지 효율화는 서비스 중단(Shutdown)과 같은 장애를 차단하며 데이터센터의 안전성과 신뢰성, 나아가 서비스의 지속가능성에도 직결된다. 중단 없는 서비스는 클라우드와 데이터 운영이 핵심인 4차 산업 분야에 선결조건이기 때문이다. 또한 에너지 소비가 높다는 것은 비용 측면에서도 상당한 부담으로 작용하기 때문에, 데이터센터의 에너지 효율화는 모든 ICT 기업의 숙제라고 할 수 있겠다.
NHN 역시 성남시 판교에 도심형 친환경 데이터센터인 ‘TCC(TOAST Cloud Center)’를 운영하며, 에너지 효율화를 위한 상당한 노력을 기울이고 있다. 먼저 국내 최초로 데이터센터의 온·습도를 제어하는 ‘간접 기화 쿨링시스템’을 도입했다.판형 열 교환기를 통해 넓은 면적에서 뜨거운 공기와 차가운 공기의 열교환을 이뤄지도록 유도하는 원리로, 소비 전력이 높지 않아 비용이 많이 발생하지 않는다.
두번째로 데이터센터 운영의 불확실성을 제거하기 위한 ‘DCIM(Data Center Infra Management)’솔루션을 도입하여, 서버룸 내온·습도의 아주 작은 변화까지 감지하면서 이를 분석하고 공조 장치를 제어할 수 있도록 했다. DCIM은 에너지 효율을 최대 20%까지 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.
‘컨테인먼트시스템’도 중요하다. 컨테인먼트는 서버가 내뿜는 뜨거운 공기를 뒤로 내보내 차가운 공기와 섞이는 것을 방지하는 차폐 장치로, 최적의 풍량을 공급할 수 있는 차압센서를 적용해 운영 효율을 높였다.
그 결과, TCC의 2018년 PUE(전력효율지수)는 연평균 1.2를 유지하며, 한국에너지공단이 주관하는 ‘2019 에너지 챔피언’ 우수사업장으로 선정되는 성과를 거뒀다. 전력량으로 환산하면 2500여 세대가 연간 사용할 수 있는 전기를 절감한 것과 맞먹는다. 또한 데이터센터의 글로벌 평균 PUE가 1.7 수준인 것과 비교해 상당히 높은 에너지 효율성을 달성하고 있다고 볼 수 있겠다. PUE는 전체 데이터센터 소비전력 가운데 IT장비가 쓰는 전력의 비율을 말한다.
그러나 아직 국내 데이터센터의 평균 PUE는 1.73, 공공기관의 전력 효율은 3.89(한국데이터센터 연합회 발표/2019년) 수준에 머물고 있다. 4차 산업 분야의 가파른 성장을 고려하면 데이터센터의 운영 주체 뿐 아니라 정부 차원의 에너지 절감 지원과 노력이 절실하다. 정부 차원의 데이터센터 폐열 재활용, 재생 에너지 지원 등을 현실화하여, 에너지 효율화의 실질적 변화를 가져올 수 있길 기대한다.
정덕교 NHN 인프라운영팀 수석
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