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[서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 인공지능(AI) 데이터센터 설비투자금 회수를 둘러싼 논쟁은 그동안 수요의 크기와 자금조달 비용에 집중돼 왔다. 투자금을 회수하려면 AI 수요에서 나오는 매출로 원금과 조달 비용을 충당할 수 있어야 한다는 기본 전제에서다. 최근 시장금리가 급등하면서 조달 비용 부담은 회수 논쟁의 가장 큰 쟁점으로 떠올랐다. 하지만 브루킹스연구소 논문의 계산을 따라가면 금리 못지 않게 중요한 변수가 하나 더 있다. GPU(화상처리장치)가 돈을 벌 수 있는 기간, 즉 'GPU의 경제적 수명'이다.

◆회수 계산 전제 5가지

논문의 계산을 따라가기에 앞서 짚어둘 개념이 두 가지 있다. 첫째는 투자금 회수의 의미다. 데이터센터의 건설비와 GPU 등 장비 구입비는 채권자가 빌려준 돈과 주주가 넣은 돈으로 마련되고 두 투자자 모두 원금과 함께 수익을 돌려받기를 기대한다. 데이터센터는 GPU 임대료 매출에서 전기료·인건비 등 운영비를 먼저 내고 나머지 현금인 영업현금흐름으로 원금과 수익을 모두 돌려줘야 투자금 회수를 마칠 수 있다.

둘째는 요구수익률이다. 요구수익률은 투자자에게 돌려줘야 할 수익의 투자금 대비 연간 비율이다. 채권 투자자에게는 이자이고 주주에게는 손실 위험을 떠안는 대가로 기대하는 수익이다. 미국 장기물 국채를 사 둬도 연간 5%대 금리를 받는 상황에서 당연히 투자자는 위험이 큰 데이터센터에 국채보다 높은 수익을 요구한다. 금리가 오르면 요구수익률도 따라 오른다. 금리가 최근 회수 논쟁의 주된 변수로 거론돼 온 것도 같은 이유에서다.

논문의 계산은 5가지 가정을 전제로 한다. ①첫째는 계산 대상이다. 2025~2032년 미국에서 완공되는 데이터센터 182.7GW(기가와트)로 사업비는 8조5400억달러다. ②둘째는 사업비가 완공 3년 전부터 나뉘어 들어간다는 점이다. ③셋째는 연 10%의 요구수익률이다. ④넷째는 장비 수명으로 투자금의 68%인 GPU 등 장비는 6년, 32%인 건물·전력 설비는 20년 동안 돈을 번다. ⑤다섯째는 영업현금흐름 마진 50%로 매출의 절반이 운영비로 나간다는 가정이다.

◆GDP의 9.2% 필요 매출

가정 ①~③을 적용하면 회수해야 할 투자금은 사업비 8조5400억달러보다 1조700억달러가량 많은 9조6100억달러로 불어난다. 사업비가 완공 3년 전부터 나뉘어 들어가는데 매출이 없는 공사 기간에도 투자자에게 줄 연 10% 수익은 계산돼서다. 논문은 사업비의 10%가 완공 3년 전에, 25%가 2년 전에, 40%가 1년 전에, 나머지 25%가 완공 연도에 들어간다고 봤다. 먼저 투입된 자금일수록 오래 기다린 만큼 원금에 더해지는 금액도 커진다.

데이터센터는 투자금 9조6100억달러를 영업현금흐름으로 매년 나눠 갚는다. 영업현금흐름은 GPU 임대료 매출에서 전기료 등 운영비를 내고 남는 현금으로 가정 ⑤에 따라 매출의 50%다. 갚는 기간은 가정 ④의 장비 수명이 정한다. 수명이 끝난 장비는 더는 돈을 벌지 못하고 팔아서 원금을 마련할 수도 없다. GPU 등 장비에 들어간 원금은 6년 안에, 건물에 들어간 원금은 20년 안에 모두 돌려줘야 하는 까닭이다.

원금에 수익까지 얹으면 데이터센터가 매년 투자자에게 돌려줄 금액은 투자금의 19.37%인 1조8600억달러다. 매년 돌려줄 금액은 원금을 나눠 갚는 상환액과 아직 갚지 못한 원금에 붙는 연 10% 수익 지급액으로 이뤄진다. GPU 등 장비에 들어간 투자금은 매년 22.96%를, 건물에 들어간 투자금은 매년 11.75%를 돌려줘야 한다. 투자금의 68%가 GPU 등 장비, 32%가 건물인 만큼 비중대로 합하면 19.37%다.

182.7GW가 모두 완공되는 2032년부터 데이터센터가 매년 1조8600억달러를 돌려주려면 최소 연 3조7250억달러의 매출을 올려야 한다. 매출의 절반이 전기료 등 운영비로 나가 투자자에게 돌려줄 수 있는 영업현금흐름은 나머지 절반뿐이어서다. 2032년 예상 미국 연간 국내총생산(GDP)의 9.2%로 투자자가 연 10% 수익을 확보하는 최소 매출이다. 여기까지가 GPU 수명을 6년으로 가정했을 때의 계산이다.

◆경제적 수명은 고장 전에 끝난다

문제는 6년이 확정된 수명이 아니라는 점이다. 신형 칩이 빨리 나올수록 GPU가 돈을 벌 수 있는 기간은 짧아진다. 엔비디아는 신제품 출시 주기를 2년에서 1년으로 앞당겼다. 논문도 현재 업계 평가와 회계 관행을 근거로 6년을 가정했지만 GPU가 3~6년 안에 경제적으로 노후화될 수 있다고 봤다. 빅테크가 회계상 적용하는 5~6년의 서버 감가상각 기간과 GPU의 실제 경제적 수명은 다를 수 있는 셈이다.

신형 칩이 GPU 수명을 줄이는 까닭은 구형 칩의 임대료를 떨어뜨려서다. 같은 전력으로 더 많은 연산을 처리하는 신형이 나오면 AI 기업 등 고객은 신형으로 옮겨 간다. 데이터센터 운영사는 구형 칩의 임대료를 크게 낮춰야 임대 계약을 이어갈 수 있다. 전력을 더 끌어오기 어려운 운영사는 구형 칩으로 아직 영업현금흐름이 나오더라도 같은 전력에서 더 많은 매출을 올릴 수 있는 신형으로 교체한다.

GPU의 경제적 수명은 임대료로 전기료 등 운영비를 충당할 수 있을 때까지다. 임대료가 운영비 수준까지 떨어지면 GPU는 고장 없이 작동하더라도 돌릴수록 손에 쥐는 돈이 없다. 장비가 고장 날 때까지의 물리적 수명과는 다른 개념이다. 경제적 수명이 끝나면 영업현금흐름도 끊겨 아직 갚지 못한 원금을 돌려줄 길이 없어진다.

◆결정적 변수, GPU 수명

GPU 수명을 논문이 제시한 범위 가운데 가장 짧은 3년으로 잡으면 필요 매출은 크게 불어난다. 2032년 필요 매출은 약 6조달러로 6년 가정보다 2조3000억달러가량 늘어 2032년 예상 GDP의 14.8%에 이른다. 요구수익률을 10%에서 15%로 올릴 때 늘어나는 7130억달러의 3배를 웃도는 규모다. GPU 한 개가 시간당 벌어야 할 임대료도 가동률 100% 기준 5.5달러에서 8.8달러로 오른다.

GPU 수명이 요구수익률보다 큰 변수가 되는 까닭은 매년 돌려줄 금액의 절반 넘게를 GPU 등 장비의 원금 몫이 차지해서다. 매년 돌려줄 1조8600억달러 가운데 GPU 등 장비의 원금 몫은 가정 ④에 따라 연평균 약 1조900억달러다. 투자자에게 돌려줄 수익 몫은 원금을 갚아 나갈수록 줄어 연평균 약 6200억달러에 그친다. 요구수익률이 달라지면 3분의 1인 수익 몫만 바뀌지만 GPU 수명이 달라지면 절반이 넘는 GPU 등 장비의 원금 몫이 바뀐다.

월가는 GPU 수명을 회수 판단의 핵심 변수로 편입하기 시작했다. 로이터통신은 이달 초 GPU를 담보로 돈을 빌려주는 은행들이 통상 GPU를 3~4년 기준으로 심사한다고 보도했다. 논문이 기본 시나리오로 가정한 6년보다 짧은 기간이다. 은행 기준대로라면 GPU 등 장비의 원금을 3~4년 안에 갚아야 해 칩을 사는 기업의 연간 상환 부담은 6년 가정보다 크게 늘어난다. 은행들은 논문의 3년 시나리오에 가까운 전제로 GPU 대출을 심사하는 셈이다.

GPU 수명 논쟁은 대규모로 빌려준 역사가 짧아 구형 칩 임대료 기록이 늘어나야 가닥이 잡힐 전망이다. 세미애널리시스 집계에 따르면 연산 수요가 공급을 웃돌면서 2022년 출시된 엔비디아의 H100 임대료는 올해 3월까지 6개월 동안 40%가량 올랐다. 구형 칩의 경제적 수명이 아직 이어지고 있다고 볼 수 있는 근거다. 다만 논문은 180GW가 추가로 가동된 뒤에도 임대 단가가 유지될지를 쟁점으로 꼽았다. 지금의 구형 칩 임대료 상승만으로 GPU 수명이 길다고 판단하기는 이르다는 의미다.

bernard0202@newspim.com