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<데이터센터 전력체계 변화 ①엔비디아발 AI 인프라 새 흐름>에서 이어짐

[서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 데이터센터 전력체계 전환의 영향을 가장 크게 받는 분야는 기존 AC 기반 배전장비와 무정전전원장치(UPS)로 보인다. 800V DC 체계에서는 시설 외곽에서 AC를 DC로 일괄 변환한 뒤 랙까지 직송하므로, 중간 단계에서 전력을 분배하던 AC 전력분배장치(PDU)와 각 랙에 분산 배치됐던 UPS의 역할이 축소된다.

AC PDU와 UPS의 기능은 시설 수준의 중앙화된 대형 배터리 저장 시스템이 대신 맡게 된다. DC로 충·방전되는 배터리가 대형화된 형태로 중앙에 존재하면 시설 전체를 관통하는 DC 배전망과 직결돼 추가 변환 없이 백업 기능을 수행할 수 있기 때문이다. 골드만삭스는 AC PDU 캐비닛 수요가 최대 75%까지 줄어들 수 있다고 봤다.

반면 800V 고전압을 감당할 부품 수요는 크게 늘어날 전망이다. 전력반도체 분야에서는 기존 실리콘 소재로는 높은 전압을 처리하기 어려워 고전압을 비교적 안정적으로 처리할 수 있는 실리콘카바이드(SiC)와 질화갈륨(GaN) 소재 칩이 주목받는다. 아날로그디바이시스(ADI), 인피니온(IFX), ST마이크로일렉트로닉스(STM), 텍사스인스트루먼츠(TXN)가 관련 변화에 적극 대응 중이다.

◆차단기도 재편, 액체냉각 입지 확대

전력 보호 장비 시장도 재편이 예상된다. DC 환경에서는 기계식 차단기의 반응 속도가 한계를 드러내 고체상태 차단기로의 전환이 점쳐진다. 기계식 차단기는 AC에서 전류 흐름이 잠시 끊기는 순간을 활용해 회로를 차단하는데 전류가 일정하게 흐르는 DC에서는 그런 순간이 없어 차단 속도가 느려진다.

반도체 기반인 고체상태 차단기는 전류 특성과 무관하게 즉각 차단할 수 있어 DC 체계에 더 적합하다는 설명이 나온다. ABB(ABBN)가 DC 전력 분배 전용으로 세계 최초 IEC 인증을 받은 고체상태 차단기 'SACE 인피니투스'를 앞세워 선점에 나선 상태다. 800V DC 전환이 본격화되면 기존 기계식 차단기의 역할 역시 축소될 것으로 예상된다.

액체냉각의 입지는 더욱 확대가 전망된다. 랙 전력이 1MW에 육박하면 기존 공랭식 냉각으로는 GPU 발열을 감당하기 어려워져서다. 슈나이더일렉트릭(SU)은 인수(작년 2월 완료)한 모티베어 자산을 통해 이 분야 입지를 다졌고, 버티브(VRT)는 800V DC 전용 'MGX' 레퍼런스 아키텍처를 공개(작년 10월)했다. 제품 출시는 올해 하반기 예정이다.

◆'28년 본격화, 대규모 투자 예상

전환은 단계적으로 전개될 전망이다. 2027년까지는 과도기다. 기존 데이터센터 랙 옆에 설치해 AC를 800V DC로 변환하는 '사이드카' 모듈이 주요 전환 수단이 될 것으로 예상된다. 슈나이더일렉트릭이 최대 1.2MW급 랙을 겨냥한 사이드카 장비의 핵심 공급자로 나섰다. 골드만삭스는 800V DC 관련 기술이 2028년경 '규모의 경제' 단계에 진입할 것으로 본다.

업계에는 설비투자 확대와 이에 따른 비용 절감이 동반될 것으로 전망된다. 800V DC 체계가 도입된 신규 데이터센터의 총소유비용(TCO; 데이터센터 건설비와 운영비 총합)은 기존 AC 체계의 데이터센터보다 30% 줄어들 것으로 예상(엔비디아 추산)된다. 단기적으로는 상당한 설비투자 지출이 불가피할 것이라는 전망이 나온다.

슈나이더일렉트릭의 짐 시모넬리 데이터센터 부문 최고기술책임자(CTO)는 "이미 알려진 5조달러의 AI 필요 자금 외에도 향후 5년 대규모 추가 투자가 필요하다고 했다. 작년 11월 JP모간은 향후 5년 동안 세계 데이터센터·AI 인프라의 총 필요 투자금액을 5~7조달러로 전망한 바 있다.

bernard0202@newspim.com