AI 시대가 되면서 대규모의 컴퓨팅 파워가 필요하게 되었는데, 여기에는 엄청난 전기가 필요합니다. 데이터 센터를 통해 이러한 작업을 하게 되는데, 큰 컴퓨터들이 학습 및 추론등을 하는 과정에서 엄청난 열이 발생하게 됩니다. 과열이 되지 않게 해 주기 위해 열을 식혀주는 게 중요한데, 이 기술 중 하나인 액침 냉각 기술에 대해 알아봅시다.
액침 냉각 기술에 대하여
액침 냉각 기술은 전자 제품, 서버, 배터리 등을 비전도성 액체에 담가 열을 효율적으로 식히는 열관리 기술입니다. 이 기술의 주요 특징과 장점을 알아보겠습니다.
작동 원리
액침 냉각은 열이 액체로 직접 전달되는 방식으로, 공기나 물을 사용하는 기존의 냉각 방식보다 효율이 높습니다. 비전도성 액체를 사용하기 때문에 누전이나 기계 고장의 위험이 없으며, 팬이나 펌프 등 기존 냉각 방식에 필요한 장비가 필요없습니다.
주요 장점
- 높은 냉각 효율: 공랭식이나 수랭식보다 냉각 효율이 우수합니다.
- 전력 소비 감소: 데이터 센터의 경우, 공랭식 대비 총 전력 효율을 약 30% 이상 개선할 수 있습니다.
- 장비 보호: 서버 하드웨어의 발열, 먼지, 수분을 제거해 고장 가능성을 줄이고 사용 수명을 늘릴 수 있습니다.
- 온도 균일화: 시스템 온도를 균일하게 유지하여 성능을 최적화합니다.
액침 냉각의 유형
- 1-Phase Immersion Cooling System: 유전체 용액을 서버에 순환시켜 냉각하는 방식입니다. 대류 열전달 방식을 사용하며, CDU(Cooling Distribution Unit)가 필요합니다.
- 2-Phase Immersion Cooling System: 유전체 용액이 서버 열에 의해 기화되고, 기화된 용액은 상부 열교환기에서 응축되어 다시 액화된 후 순환하는 방식입니다. 이 방식은 boiling과 condensation 매커니즘을 활용합니다.
액침 냉각 적용 분야
액침 냉각 기술은 다음과 같은 분야에서 주목받고 있습니다.
- 데이터 센터 서버
- 전기차 배터리
- 에너지 저장 장치(ESS)
과제와 전망
액침 냉각 기술은 높은 효율성에도 불구하고 몇 가지 과제가 있습니다.
- 초기 투자 비용: 대형 수조와 같은 새로운 설비 구축이 필요합니다.
- 심리적 장벽: 전기 장비를 액체에 넣는 것에 대한 우려가 있습니다.
- 기술 발전 속도: 하드웨어의 빠른 발전으로 인해 장기적인 사용이 어려울 수 있습니다.
이러한 과제나 어려움에도 불구하고 AI 열풍으로 인한 데이터 센터 수요 증가와 전기차 배터리 시장의 성장으로 액침 냉각 기술의 수요는 계속 증가할 것으로 예상됩니다. 국내 기업들도 이 기술 개발에 적극적으로 나서고 있어, 앞으로 더욱 발전할 것으로 전망됩니다.
액침 냉각 기술 관련 회사
정유 및 에너지 기업
- SK엔무브: 특수 냉각유 개발 및 액침 냉각 시스템 공급
- GS칼텍스: ‘킥스 이머전 플루이드 S’ 액침 냉각유 개발 및 출시
- 에쓰오일: 차세대 열관리 시스템용 액침 냉각유 개발 중
제조 및 기타 기업
- 한화에어로스페이스: SK엔무브와 협력하여 액침냉각 방식의 ESS 개발
- LS일렉트릭: 글로벌스탠다드테크놀로지(GST)와 협력하여 액침 냉각 시스템 국산화 추진
맺음말
우리나라는 AI 시대를 대비하기에 데이터 센터가 부족하다는 평가를 받고 있습니다. 지금도 계속 데이터 센터 건립 소식이 들리는 만큼 액침 냉각 기술에 대한 수요도 꾸준히 증가할 것으로 예상됩니다. 이 분야에 관심이 있는 투자자라면 관련 기술 내용과 기업들에 대한 활동을 잘 살펴본다면 좋은 수익으로 돌아오지 않을까 생각됩니다.