국내 최초 간접 기화 냉각 개발 특허...매년 소나무 1600그루 심는 효과
[성남=뉴스핌] 김지완 기자 = '이 곳에서 시공을 초월한 영적인 세계가 창조되는구나.'
기자가 NHN 데이터센터에 들어선 순간 머릿속을 스쳐간 생각이다. 클라우드가 현실과 가상세계를 연결해 신세계를 창조하기 때문이다. 데이터센터는 클라우드의 심장으로, 단 한순간이라도 멈추면 빅데이터와 인공지능으로 연결된 모든 것들이 멈춰 선다.
예컨대 데이터센터가 멈추면, 실시간 교통데이터를 바탕으로 인공지능으로 교통상황을 예측해 길안내를 해주던 내비게이션이 쓸모없는 모니터가 된다. 내가 위치한 현실공간과 빅데이터·인공지능이 지도 위에 그려낸 가상공간이 완전히 단절되는 것이다. 데이터센터가 4차 산업혁명의 '심장'으로 불리는 것은 바로 이 때문이다.
지난 15일 한국판 실리콘밸리 '판교' 한복판에 위치한 NHN '토스트 클라우드 센터1(TOAST Cloud Center 1, TCC1)'을 방문했다. 이곳에서 대한민국 데이터 산업의 경쟁력을 살펴봤다.
도심에 위치한 TCC1은 건물 외관에서부터 특별함이 묻어났다. 그리스 파르테논 신전처럼 벽기둥이 건물 전체를 감싸고 있었다. 차이가 있다면 파르테논 신전 외벽 기둥이 배흘림 양식의 석조물이라면, TCC1은 긴 널빤지 모형의 철판이다.
건물 상부에 붉은 글씨로 'PLAY HUB'라고 써진 간판이 눈에 들어왔다. 우리말로 '활동의 중심' 정도로 해석할 수 있다. 누군지 몰라도 작명 솜씨가 대단하단 생각이 들었다. 4차 산업시대 데이터센터 역할과 존재가치를 온전히 이해한 건물명으로 느껴졌기 때문이다.
데이터센터 로비에서 김주환 NHN 인프라운영팀장(수석)이 기자를 반갑게 맞이했다. 간단한 브리핑을 들은 뒤, 두 차례 보안서약을 거친 후 데이터센터 안으로 들어갈 수 있었다. 스마트폰을 포함한 전자기기는 반입이 금지됐다.
◆ '이중마루' 구조 거부하고, 건물 뒤집어놔...공조와 관리에서 효율 ↑
서버룸에 들어서자 '이상한 나라의 앨리스'처럼, 건물전체가 뒤집어져 있었다. 바닥 아래 숨겨져 야 할 것 같은 복잡한 케이블들이 머리 위를 지나고 있었다. 소위 '마감'이라는 마무리 작업이 생략돼 감춰진 것 없이 모든 설비와 장치가 한 눈에 들어왔다.
"건물을 이렇게 뒤집어 놓으면 장점이 많습니다. 일단 케이블과 공조가 함께 바닥 아래로 들어가면 서버를 식히는 찬 공기 유입 면적이 줄어듭니다. 효율적인 구조가 아닙니다."
"또 과거 글로벌 기업 데이터센터 바닥 아래 케이블에서 화재가 나면서 공조시스템까지 망가진 사례가 있습니다. 이에 서버 온도가 급증해 데이터 손실이 일어났습니다. TCC1의 구조에선 한 눈에 모든 장치·설비가 들어오기 때문에, 그런 관리 소흘히 일어날 수 없습니다."
서버들은 복도를 가운데 두고 앞면은 앞면끼리, 뒷면은 뒷면끼리 마주보고 서 있었다. 전문 용어로 '차폐구조'라고 한다. 서버 전면부에 찬 공기가 유입되고, 서버 후면부엔 열기가 올라가는 구조다. 또 냉기 유입 통로와 열기 배출 통로의 압력을 달리해 공기가 서로 섞이지 않게 만들었다. 실제 서버 전면부 복도엔 공기 압력이 2 파스칼을, 서버 후면부 복도엔 -2 파스칼을 가리키고 있었다.
데이터센터는 1년 내내 열과의 전쟁을 치른다. 서버에 1kw의 전기가 공급되면, 1kw의 열이 발생된다. 문제는 발생되는 열로 서버 온도가 올라가면, 이를 식히기 위해 서버에 부착된 팬이 돌아간다. 자연스레 전력 소모가 늘어나 비용부담으로 이어진다. 뿐만 아니라, 높은 열은 서버를 망가뜨려 데이터 손실로 이어질 수 있다.
◆ 간접 기화 냉각방식 개발 특허...오염물질 차단·습도 유지·에너지 절약
뜨거운 서버 열기를 빨리 빼내고, 24시간 돌아가는 서버 열을 식히는 일이 무엇보다 중요한 이유다. TCC1은 IT 운영의 스윗스팟(sweet spot) 온도인 18도와 27도 사이를 줄곧 유지하기 위해 특별한 공조 시스템을 개발했다.
"TCC1은 간접 기화 냉각방식을 사용합니다. 서버 후면부에서 나오는 뜨거운 열기는 외기를 직접 유입시키지 않고, 열교환기를 통해 열만 배출하도록 하여 간접적으로 온도를 낮춥니다. 차가워진 공기는 다시 서버 전면부로 들어갑니다. 오염된 외부 공기가 유입될 가능성은 '제로' 입니다."
김주환 수석은 물을 이용하는 직접기화는 습도가 높아져 장비관리 문제가 발생하고, 외부 공기를 이용할 경우 오염물질이 내부로 유입될 수 있다고 부연했다. 간접기화 방식이 데이터센터 운영에 최적이란 얘기다.
NHN은 간접 기화 냉각(Indirect Evaporative Cooling)을 개발해 특허 등록하고, 국내 최초로 도입했다. 이를 통해 에너지 소비를 크게 줄였다.
"4.45cm 높이의 서버 한 대 전력량은 도시가구 1 가정 전력량과 맞먹습니다. 서버 1대 탄소배출량은 SUV 1대 배출량과 같습니다. 데이터센터에서 서버 3만대를 돌리고, 식히는 전기 소모량이 상당합니다. 데이터센터 탄소배출량은 우주선, 비행기, 선박 다음으로 많습니다. 전기 소모를 줄일수록, 탄소배출량이 줄어들기 때문에 '그린(Green)을 강조하고 있습니다. NHN은 간접기화 방식으로 매년 엄청난 에너지를 줄여왔습니다. 탄소배출량으로 환산하면 매년 소나무 1600 그루를 새롭게 심는 규모입니다."
NHN TCC1은 지난해 제22회 올해의 에너지 위너상에서 '이산화탄소 저감상'을 수상했다. PUE(Power Usage Effectiveness) 수치가 연평균 1.26 수준을 유지한 것이 높은 평가를 받았다. PUE는 데이터센터 전력 사용 지표로, 100와트 장비를 돌리는데 275W를 썼다면 PUE는 2.75가 된다. 1에 가까울 수록 좋다.
◆ "핵심기술 모두 자체 개발...가격경쟁력 확보"
아무리 친환경이라도 데이터센터가 멈추면 소용없다. TCC1은 보수적인 설계로 가동 중단 가능성을 원천 차단했다.
건물 상부엔 네덜란드산 무정전 전원장치(UPS)가 5대가 돌아가고 있었다. 전기를 넣어주면 원통형 인덕션 커플러가 회전하고, 이 회전에 의해 발생된 전기가 전체 데이터센터로 공급되는 방식이다. 한전 전기를 간접 사용하는 방식이다. 인덕션 커플러는 무게가 상당하기 때문에, 전기가 끊어져도 관성에 의해 최대 10초간 돌아가면서 전기를 생산한다.
"동판교 변전소 전기 품질이 저하되면 서판교 전기로 바꾸는데 약 0.2초 정도의 공백이 생깁니다. 또 한전 전기가 완전히 끊어져도 2초안에 100% 출력을 낼 수 있는 UPS 일체형 디젤엔진이 15분간 가동됩니다. 플라이휠이 계속 돌고 있기 때문에 전기 공급이 유지됩니다. 아울러 장기간 정전에 대비해 변전소를 이중화 전용선로도 구성하고 있습니다. TCC1이 벼락을 연속 5번 맞아도, 멈추지 않는 이유입니다."
NHN은 공조장치 외에도 UPS 모니터링, 네트웍, 어플리케이션까지 모두 자체 기술로 개발했다. 이는 대한민국 데이터산업 경쟁력을 확보하는 계기가 됐다.
"자체 기술로 데이터센터를 지으면서 가격 경쟁력을 확보했습니다. 통상적으로 10메가 와트 규모의 데이터센터 건축에 1300억원이 드는데 반해, NHN은 25% 수준으로 낮췄습니다. NHN 클라우드가 오픈스텍(오픈소스 기반 클라우드) 채용과 더불어 가격 경쟁력을 갖는 또 다른 이유입니다. 이를 통해 고객들에게 제공하는 NHN 클라우드 요금을 낮출 수 있었습니다."
"또 만든 것과 산 것의 차이는 큽니다. 산 것은 만든 사람에게 고쳐달라고 해야 하지만, 우리는 문제가 생기면 스스로 해결할 수 있습니다."
swiss2pac@newspim.com
