기업들의 신기술 개발은 지속 가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술의 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품의 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 예측해 볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)한' 기술 이야기를 술술 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 양태훈 기자 = 생성형 AI의 부상과 함께 '인공지능 데이터센터(AI Data Center, AIDC)'가 산업 인프라의 핵심으로 부상하고 있습니다. 대표적 생성형 AI 서비스인 오픈AI의 'GPT-4'와 같은 대규모 언어 모델(LLM)은 수천 개의 그래픽처리장치(GPU)를 동원해 막대한 연산을 수행하며, 하루 수십 TWh(테라와트시)에 달하는 전력을 소모합니다. 이러한 부담을 안정적이고 효율적으로 감당하려면, 고성능 프로세서를 비롯해 고밀도 설계, 고전력 수용, 정밀 냉각 설비를 갖춘 전용 데이터센터, AIDC가 필수적입니다.

데이터가 곧 경쟁력이 되는 지금, 인프라는 국가의 전략자산으로까지 여겨지고 있습니다. AIDC는 이 같은 요구 조건을 충족하기 위한 새로운 표준으로, 단순한 산업 설비를 넘어 각국의 디지털 전략 중심에 위치하고 있습니다. 우리 정부도 '초거대 AI 인프라 로드맵'과 'AI 반도체 고도화 전략'을 통해 권역별 GPU 팜 기반 AIDC 구축을 지원하고 있으며, 국내 주요 이동통신사와 인터넷 기업들도 이를 앞다퉈 추진하고 있습니다.

특히, LG유플러스는 2027년 준공을 목표로 경기 파주에 최대 규모의 AIDC를 건립 중입니다. 파주 AIDC는 데이터 처리량이 급증하는 AI 환경에 맞춰 서버 수용 규모, 네트워크, 전력 효율 등 모든 면에서 기존 데이터센터보다 한 차원 높은 수준을 갖춘 하이퍼스케일(Hyperscale) 데이터센터입니다. 서버 10만 대 이상을 수용할 수 있으며, 고전력·고밀도 설계 기반 위에 액체냉각과 침지냉각 등 최신 냉방 기술을 적용한 생성형 AI 특화 구조로 설계됐습니다.

LG유플러스는 액체 및 침지냉각 기술을 통해 기존 공랭 방식의 한계를 뛰어넘는 에너지 효율(PUE) 개선을 목표로 내걸었습니다. 이를 통해 ESG(환경·사회·지배구조) 경영 관점에서도 지속가능성을 확보하고, 중장기적으로 기업 고객에게 친환경·고신뢰 인프라 서비스를 제공하겠다는 게 LG유플러스의 구상입니다.

또한, LG유플러스는 평촌 메가센터(2015년 준공), 평촌2센터(2023년 준공)에 이어 수도권 북부 파주에 대형 AIDC를 구축하면서, 수도권 남북을 아우르는 데이터센터 벨트를 확보했습니다. 수도권 데이터센터 벨트는 산업별 데이터 수요 분산과 이중화 전략을 가능케 하는 동시에, AI 기반 유통, 제조, 공공기관 등의 수요에 적시 대응할 수 있는 물리적 기반이 될 수 있습니다. 실제로 LG유플러스의 데이터 센터 사업 매출은 2023년 3,264억 원에서 2024년 3,565억 원으로 전년 대비 9.2% 증가했으며, 향후 파주 AIDC 본격 가동 시 두 자릿수 성장이 지속될 것으로 기대됩니다.

SK텔레콤도 2024년 서울 가산디지털단지에 '가산 AIDC'를 개소하고, 엔비디아의 데이터센터용 AI 가속 GPU 'H100'을 기반으로 한 구독형 클라우드 서비스 'GPUaaS'를 출시했습니다. GPUaaS는 SK텔레콤이 미국의 AI 클라우드 기업 람다(Lambda)와 1년여 간 공동 개발한 구독형 서비스로, 엔비디아 GPU H100 기반으로 운영됩니다. 서비스 이용 기업은 AI 학습 및 추론에 필요한 GPU를 필요한 수량과 기간에 맞춰 선택할 수 있으며, 전용 방화벽 및 회선 등 맞춤형 패키지도 지원합니다. 기존 퍼블릭 클라우드와 연동이 가능해 확장성과 보안성을 모두 갖췄습니다.

가산 AIDC는 랙(Rack)당 전력밀도 44kW(킬로와트)를 지원하는 고밀도 설계로, 고성능 GPU 운용에 최적화돼 있습니다. SK텔레콤은 AIDC 인프라를 바탕으로 전국 주요 거점에 AI 인프라를 연결하는 'AI 슈퍼하이웨이' 전략을 추진 중이며, 자율주행, 헬스케어 등 실시간 응답이 필요한 산업으로 서비스를 확장할 계획입니다.

KT는 2024년 기준으로 전국에 14개의 데이터센터를 운영 중이며, 총 전력 용량은 140MW를 넘어섭니다. 현재 서울 목동에는 AI 데이터센터 실증센터를 설치해 차세대 냉각 기술, 전력 최적화, 운영 자동화 등의 기술을 시험하고 있으며, 이를 향후 대전·평촌·부산 등 신규 데이터센터에 확산 적용할 계획입니다. 에너지 자립형 IDC 구축과 탄소중립형 클라우드 운영을 중장기 목표로 삼고 있으며, AI 트레이닝과 GPU 팜 중심의 AIDC 사업은 독립 법인인 KT클라우드가 주도해 향후 공공·민간 AI 인프라 플랫폼 공급자로 자리매김하겠다는 전략입니다.

네이버는 2023년 세종시에 '각 세종' 하이퍼스케일 데이터센터를 완공했습니다. 최대 60만 대의 서버 수용과 270MW(메가와트) 전력공급이 가능한 각 세종은 초거대 AI '하이퍼클로바X'의 실시간 운용 기반이자, ESG 경영의 상징으로 꼽힙니다. 29만 4,000㎡ 부지에 들어선 이 시설은 65EB(엑사바이트)의 데이터를 저장할 수 있으며, 전력 수전용량은 '각 춘천'의 6.75배입니다. 각 세종은 네이버의 무중단·무사고 데이터센터 운영 노하우에 기반해 구축됐으며, 로봇 자동화 시스템 '세로', 물류 로봇 '가로', 자율주행 셔틀 'ALT-B' 등 첨단 무인 기술이 운영에 도입돼 운영 효율을 극대화하고 있습니다.

특히, 자체 공조 시스템 NAMU는 자연 바람을 활용해 서버실을 냉각하고, 서버 열기는 온수 및 바닥 난방 등에 재활용돼 에너지 효율을 극대화해 국내 데이터센터 최초로 LEED 플래티넘 인증도 획득했습니다. 네이버는 현재 가동 중인 규모가 전체의 6분의 1 수준에 불과한 만큼, 향후 데이터 수요에 따라 단계적으로 규모를 확장할 계획입니다.

글로벌 빅테크 기업들은 AI 시장 성장에 따른 인프라 투자에 더욱 공격적입니다. 올해 기준으로 아마존웹서비스(AWS), 마이크로소프트, 메타, 엔비디아, 오라클 등 주요 기업들이 발표한 데이터센터 프로젝트 규모는 약 6,760억 달러(약 900조 원)에 달하며, 시장조사업체 Synergy Research는 2025년 데이터센터 인프라 연간 투자액만 약 3,200억 달러에 이를 것으로 예측했습니다. 특히, 마이크로소프트는 2025 회계연도(2024년 10월 1일~2025년 9월 30일)에만 약 800억 달러를 투입해 AI 데이터센터 인프라 및 모델 훈련 시설을 구축하겠다고 밝혔습니다. 이 같은 인프라 투자는 미국, 유럽, 동남아 전역에서 동시다발적으로 진행되고 있으며, AI 연산 수요 폭증에 대응하기 위한 선제적 인프라 확보 전략으로 평가됩니다.

AI 서비스가 급속히 확산되면서 데이터센터의 냉각 기술 역시 빠르게 진화하고 있습니다. 고성능 GPU는 발열량이 높아 기존 공랭 방식으로는 안정적 운영이 어렵습니다. 이에 따라 액체냉각과 함께 침지냉각 기술이 주목받고 있습니다. 이는 서버를 절연 냉각액에 직접 담가 열을 효과적으로 방출하는 방식으로, 마이크로소프트는 워싱턴주 데이터센터에 해당 기술을 적용해 냉각 효율을 40% 이상 개선했습니다. 프랑스 스타트업 AI Green Bytes도 올해 신규 센터에 식물성 냉각액을 이용한 침지냉각 시스템을 적용할 예정입니다.

한편, 삼성전자도 지난 14일 독일 냉방·공조 전문업체 플렉트그룹(FläktGroup)과 약 2조 3000억 원 규모의 주식매매계약을 체결해 AI 데이터센터 인프라 전략에 본격 가세했습니다. 플렉트는 대형 데이터센터용 정밀 공조 및 액체냉각 기술에 강점을 가진 유럽 최대 냉난방공조(HVAC) 기업입니다. 삼성전자는 스마트싱스 기반 제어 시스템과 플렉트 기술을 결합해 냉각, 공조, 유지보수까지 포함한 데이터센터 솔루션 고도화를 추진할 계획이며, 장기적으로는 삼성SDI의 고출력 UPS 배터리, 에너지 저장장치(ESS) 등 전력 솔루션과 연계해 그룹 차원의 인프라 내재화 전략을 전개할 전망입니다.

AI 시대의 데이터센터는 이제 산업 전반을 떠받치는 '핵심 동력원'이 되고 있습니다. 특히, 지능을 연산하고, 전력을 효율화하며, 탄소배출까지 고려하는 AIDC는 '지능형 인프라 플랫폼'으로 자리매김하며, 산업 주도권 재편의 중심축이 되고 있습니다.

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