AI 시대 ‘열과의 전쟁’…엔비디아가 LG 냉각 기술을 선택한 이유

국내 최초 엔비디아 인증 획득한 LG전자 600kW급 CDU
±0.25℃ 정밀 제어·장애 대비 이중화로 ‘무중단 냉각’ 구현
칠러부터 콜드 플레이트까지…‘칩 투 칠러’ 토털 솔루션 완성

고성능 GPU가 뿜어내는 열을 얼마나 안정적으로 제어하느냐가 서버 가동률을 좌우하는 시대, LG전자가 이 싸움에서 국내 기업 최초로 엔비디아의 인정을 받아냈다. AI 데이터센터의 성패가 이제 연산 성능이 아니라 '식히는 기술'에 달렸다는 분석이 나온다.

LG전자는 최근 엔비디아로부터 600kW급 냉각수 분배장치(CDU)에 대한 최종 품질 인증을 받았다고 27일 밝혔다. 국내 기업으로는 처음이다.

이 인증이 의미를 갖는 건 엔비디아 서버랙이 대부분의 AI 데이터센터에서 쓰인다는 사실 때문이다. 엔비디아 인증을 받았다는 건 곧 글로벌 시장의 핵심 공급망에 공식 진입했다는 뜻으로 읽힌다. 글로벌 AI 데이터센터 시장이 매년 약 26%씩 성장해 2034년 1335억달러(약 185조원) 규모에 이를 것으로 전망되는 만큼, LG전자로선 하이퍼스케일러와의 협력 기회와 대형 프로젝트 수주 가능성을 동시에 넓힌 셈이다. 회사는 이번 인증을 발판 삼아 1MW·2.5MW·4MW급 대용량 CDU 전 라인업까지 인증을 순차 확대할 계획이다.

◇ AI 시대 새로운 격전지 '액체냉각'

이 같은 배경에는 AI 데이터센터의 급격한 환경 변화가 있다. AI 데이터센터에서 고대역폭메모리(HBM)와 고성능 GPU의 성능이 높아질수록 서버 랙 한 대가 뿜어내는 열량도 함께 치솟고 있다. 공간 전체를 식히는 기존 공랭식 방식만으로는 이 발열을 감당하기 어려워졌다는 게 업계의 공통된 진단이다.

이 때문에 칩셋에서 나오는 열을 직접 흡수하는 액체냉각이 공랭식과 결합하는 방식으로 빠르게 자리 잡고 있다. LG전자는 고밀도 AI 서버의 GPU·CPU에 장착된 콜드 플레이트로 냉각수를 순환시켜 열을 회수하는 '다이렉트 투 칩(DTC)' 방식을 자체 구현했다. 온도 제어 정밀도는 ±0.25℃로, 펌프나 CDU에 이상이 생겨도 예비 장치로 전환돼 냉각이 끊기지 않도록 설계했다는 설명이다.

LG전자는 여기서 한발 더 나아가 AI 데이터센터 냉각 사업의 포트폴리오도 넓히고 있다. 차가운 물을 만드는 칠러부터 냉각수를 분배하는 CDU, 칩의 열을 직접 흡수하는 콜드 플레이트까지 이른바 '칩 투 칠러(Chip to Chiller)' 전 구간을 아우르는 토털 솔루션 체계를 구축하고 있다. 칠러 분야에서 확보한 마그네틱 베어링 컴프레서 기술을 CDU용 인버터 등 핵심 부품 내재화에도 접목하는 중이다.

이 같은 기술력은 실제 수주로도 이어질 가능성이 커지고 있다. LG CNS의 AI 데이터센터 설계·구축·운영(DBO) 사업과 모듈형 AI 데이터센터 등 주요 프로젝트를 대상으로 CDU 공급이 추진되고 있다. LG전자는 원자력발전소, 대형 병원 등 고신뢰성이 요구되는 공간에서 60년간 쌓아온 냉난방공조(HVAC) 엔지니어링 경험을 바탕으로 최근 북미 하이퍼스케일러 프로젝트와 인도네시아 시나르마스 데이터센터 등 굵직한 글로벌 레퍼런스도 잇달아 확보하고 있다.

이재성 LG전자 ES사업본부장(사장)은 “AI 데이터센터 시장의 폭발적인 성장과 함께 신뢰성 높은 액체냉각 솔루션의 중요성이 그 어느 때보다 커지고 있다"며 “독보적인 자체 냉각 기술과 그룹 차원 역량을 결집한 '원(ONE) LG' 통합 인프라 솔루션을 바탕으로 토털 솔루션 프로바이더로서 글로벌 시장을 선도해 나갈 것"이라고 말했다.

김하나 기자 uno@ekn.kr