마이크로소프트는 AI 워크로드를 최적화하기 위한 데이터센터의 새로운 설계를 선보이며, 물을 전혀 소비하지 않는 냉각 시스템을 구현했다. 이 설계는 AI 및 기타 기술 투자를 지원하는 인프라를 지속적으로 확장하면서 데이터센터가 위치한 지역 사회의 자원에 대한 부담을 줄인다는 마이크로소프트의 목표 중 하나이다.

마이크로소프트 데이터센터 인프라 엔지니어링 부문 부사장 스티브 솔로몬은 새로운 냉각 시스템은 폐쇄형 루프 시스템을 사용해 수분 증발 없이 정밀한 온도 제어를 제공한다고 밝혔다. 전통적으로 마이크로소프트 데이터센터에서는 냉각 시스템의 전력 수요를 줄이기 위해 현장에서 물을 증발시켰다. 앞으로 마이크로소프트는 증발식 시스템을 기계식 칩 수준의 냉각 시스템으로 대체할 계획이다.

이를 통해 데이터센터는 이전 세대의 IT 하드웨어보다 더 따뜻한 온도를 냉각에 사용할 수 있다. 솔로몬은 “수온이 높은 고효율 냉각기로 전력 사용을 완화할 수 있다”며, “그 결과 전 세계 데이터센터의 연간 에너지 사용량은 증발식 데이터센터 설계에 비해 소폭 증가할 것”이라고 밝혔다.

마이크로소프트는 2026년 미국 애리조나주 피닉스와 위스콘신주 마운트 플레전트에서 새로운 데이터센터 프로젝트를 통해 물 증발 제로 설계를 시범 운영할 예정이다. 한편, 8월부터 새로운 설계에 차세대 냉각 기술을 사용하기 시작했으며, 이 중 첫 번째 사이트는 2027년 말에 본격 가동될 예정이다.

솔로몬은 마이크로소프트가 지속 가능성 노력의 하나로 최근 몇 년 동안 데이터센터의 물 소비량을 줄이기 위해 노력해 왔다고 말했다. 데이터센터의 물 효율은 일반적으로 가습 및 냉각에 사용되는 연간 총 물 소비량을 IT 장비의 총 에너지 소비량으로 나눈 WUE(Water Usage Effectiveness)을 통해 측정한다. 마이크로소프트는 1세대 데이터센터 이후 WUE를 80%까지 개선했다.

하지만 수냉식 냉각만이 데이터센터의 유일한 냉각 옵션은 아니다. 많은 데이터센터가 공랭식 냉각 시스템을 사용한다. 증발식 냉각은 에너지 소비량은 적지만 물 소비량이 훨씬 많은 반면, 공랭식은 물은 소비하지 않으면서 에너지 소비량이 훨씬 많다.

에퀴닉스의 마스터플래닝 및 지속가능성 글로벌 책임자인 앤드류 히긴스의 블로그 포스트에 따르면, 기업이 데이터센터를 배치할 때 고려할 수 있는 한 가지 요소는 “지역 환경 조건과 공생하는 냉각 기술을 선택하는 것”이다. 히긴스는 “예를 들어, 물 부족 지역에서는 공랭식을 사용해 물 소비를 제한하고 다른 지역에서는 증발식 냉각을 사용해 특히 전력망의 탄소 집약도가 높은 곳에서 에너지 효율성의 이점을 활용할 수 있다”라고 설명했다.

히긴스는 “냉각에 물을 사용하는 데이터센터는 천연 자원의 가치뿐만 아니라 더욱 엄격한 규제 목표와 보고 요건 때문에 점점 더 효율성을 최적화할 방법을 찾고 있다”라고 덧붙였다.

냉각에 사용되는 물을 재활용하는 폐쇄형 루프 시스템은 새로운 개념은 아니다. 사실 이 시스템은 수년 전부터 제조 산업에서 사용해 온 것이다. 이제 AI와 같은 기술로 인해 에너지 요구 사항이 증가하더라도 탄소 배출량과 전반적인 자원 소비를 낮추는 것이 데이터센터의 주요 과제가 되면서 냉각에 물을 사용하는 데이터센터에 더 매력적인 옵션이 된 것이다.

에버레스트 그룹의 실무 책임자인 타이터스 엠은 “전력 소모가 많은 GPU와 XPU를 고려할 때 폐쇄 루프 수냉 솔루션에 투자하는 것이 경제성을 구현할 수 있는 단계에 도달했다”라고 평가했다.

마이크로소프트의 관점에서 볼 때, AI 및 기타 첨단 기술에 대한 투자로 인해 기하급수적으로 확장될 대규모 데이터센터를 고려할 때 자원 효율성을 개선하기 위한 새로운 솔루션을 구현하는 것은 필수적이다. 마이크로소프트가 데이터센터를 계속 확장하면 탄소 배출량은 투자자의 주요 관심사가 될 것이므로 이런 솔루션을 지속 가능성 이니셔티브로 내세우는 것은 “긍정적인 평판”에 일조할 것이다.
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