< 김선영 기자 > 미국 전역과 전 세계적으로 데이터 센터가 인공지능의 광범위하게 증가하는 사용을 지 원하기 위해 데이터 센터가 확장됨에 따라 에 너지 수요가 급증하고 있다. 이런 대규모 시설에는 서버라고 불리는 강력 한 컴퓨터가 가득 차 있고, 이 컴퓨터는 복잡 한 알고리즘을 실행해 AI 시스템이 방대한 양 의 데이터로부터 학습하도록 지원한다. 이 과 정에는 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요하며, 이는 막대한 양의 전기를 소비한다. 단일 데이터 센터는 종종 소도시의 전력 수 요에 필적하는 전력을 사용한다. 이러한 높은 전력 수요는 지역 전력망에 부담을 주며, 공공 서비스 업체들은 데이터 센터와 주변 지역 사 회에 안정적으로 전력을 공급할 충분한 에너 지를 공급하기 어렵다. 문제는 막대한 전기를 소비하는 만큼 전력 공급을 늘려야 하는데 이 비용이 급등한다는 점이다. 전력회사는 더 높은 수익을 얻기 위 해 민간 공급을 줄이고 데이터 센터에 공급 |
을 늘린다. 이렇게 되면 전력 대란이 발생할 수 있고 전기 가격이 오르고 공급은 줄면서 가난한 계층은 충분한 전기를 사용할 수 없 을 수 있다.
미묘한 균형의 붕괴 데이터 센터의 전력 수요는 시설의 컴퓨팅 처리량에 따라 하루 종일 크게 변동한다. 예 를 들어, 데이터 센터가 갑자기 많은 AI 연산 을 수행해야 하는 경우, 단 몇 초 만에 전력망 에서 막대한 양의 전기를 소모한다. 이런 급격한 전력 급증은 지역 전력망에 문 제를 일으킨다. 전력망은 전력 공급과 수요의 균형을 맞추도록 설계되었다. 수요가 갑자기 증가하면 이런 균형이 깨져 전력망의 세 가지 중요한 측면에 영향을 미친다.
전압은 물 호스의 압력처럼 전기를 움직이 게 하는 힘으로 생각할 수 있다. 너무 많은 데 이터 센터에서 동시에 전기를 수요하기 시작 하면 마치 건물에서 수도꼭지를 너무 많이 틀 어 수압을 낮추는 것과 같다. 급격한 수요 변
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화는 전압 변동을 일으켜 전기 장비를 손상시 킬 수 있다. 주파수는 전류가 네트워크를 통해 전원에서 부하 수요까지 이동할 때 초당 얼마 나 왕복하는지를 측정하는 단위다. 대부분의 주요 국가에서는 주기적으로 방향을 바꾸는 교류( AC) 로 전기를 송전한다. 전력망은 일반 적으로 초당 50 또는 60 헤르츠( Hz) 라는 안정 적인 주파수로 작동하고, 미국 전력망은 60Hz 로 작동한다. 전기 수요가 너무 높으면 주파수 가 떨어져 장비가 오작동한다. 전력 균형은 전기 공급과 수요 간의 지속적 인 실시간 일치를 의미한다. 안정적인 전력 공 급을 유지하려면 발전량이 소비량과 맞아야 한다. AI 데이터 센터가 갑자기 더 많은 전력 을 요구한다면, 이는 시스템이 공급할 수 있는 것보다 저수지에서 더 많은 물을 끌어올리는 것과 같다. 이는 정전으로 이어지거나 전력망 이 예비 전력에 의존하게 만든다. 도시에 있는 AI 데이터 센터 운영 결정은 전 력 공급에 실시간으로 변화를 가져온다. 데이 터 센터는 피크 운영 시 20 메가와트( MW) 의 |
전력을 필요로 한다. 이는 1만 가구가 동시에 에어컨을 켜는 것과 같은 수준이다. 이는 데이 터 센터로서는 큰 규모이지만, 일부 대형 시설 은 100메가와트 이상을 소비한다. 많은 산업용 데이터 센터가 이 정도의 전력 을 소비한다. 예를 들어, OpenAI의 Chat- GPT와 같은 서비스를 구동하는 마이크로소 프트 아주레( Azure) 클라우드 플랫폼을 지원 하는 버지니아주에 있는 데이터 센터와 구글 제미나이( Gemini) 를 포함한 다양한 AI 워크 로드를 지원하는 오리건 주에 있는 구글 데이 터 센터가 있다. 센터의 부하 프로필( 24시간 주기 동안의 전 력 소비량) 에는 급격한 수요 급증이 포함된 다. 예를 들어, 센터가 모든 AI 훈련 작업을 전력 요금이 저렴한 야간에 배정할 경우, 지역 전력망은 해당 시간대에 갑자기 전력 수요가 증가한다. AI 데이터 센터의 간단한 가상 부 하 프로필을 보면, 전력 소비량을 메가와트 단 위로 보여준다.
▶7면에 계속
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