마이크로소프트 리서치는 데이터센터용 마이크로LED 기반 광학 인터커넥트 시스템인 MOSAIC를 개발했다. 새로운 시스템은 실제 배치 시 기존 레이저 기반 광케이블보다 약 50% 적은 전력을 사용할 것으로 기대된다. 마이크로소프트는 이 수치가 시스템의 실험실 테스트 결과와 배치 추정치를 결합해 산출한 값이라고 설명했다.

마이크로소프트는 MOSAIC를 영국 케임브리지 연구소에서 애저 코어, 애저 하드웨어 시스템 앤드 인프라스트럭처, 마이크로소프트 365 팀과 협력해 개발했다고 밝혔다. 기존 광섬유 케이블이 소수의 고속 레이저 구동 채널에 의존하는 것과 달리, 새 시스템은 더 저렴하고 온도 안정성이 높은 마이크로LED로 구동되는 수백 개의 병렬 저속 채널을 사용한다. 신호 전송에는 의료용 내시경에 쓰이는 것과 같은 상용 영상 광섬유, 즉 다심 광케이블을 사용한다.

또한, 미디어텍을 비롯한 여러 공급업체와 함께 전체 MOSAIC 시스템을 엄지손가락 크기의 트랜시버로 소형화하는 개념 검증을 완료했으며, 이 트랜시버는 기존 데이터센터 장비와 호환된다고 밝혔다. 업계 파트너와의 상용화는 2027년 말로 예상된다.

IDC에 따르면, 전력 비용은 기업 데이터센터 총지출의 46%, 서비스 업체 시설 총지출의 60%를 차지한다. IDC는 AI 데이터센터 전력 소비가 연평균 44.7% 증가해 2027년 146TWh에 이를 것으로 전망했다.

카운터포인트 리서치의 리서치 부문 부사장이자 파트너인 닐 샤는 “전력은 오늘날 AI 데이터센터의 가장 큰 병목”이라며, “마이크로소프트의 저가 마이크로LED 활용은 전력 소모가 큰 AI 데이터센터 내부의 열 병목을 억제할 수 있는 좋은 접근법이며, 하이퍼스케일러와 궁극적으로 인프라를 임대하는 CIO의 TCO를 낮출 수 있다”라고 평가했다.

마이크로소프트는 전력 문제의 출발점이 케이블 자체라고 주장했다.

모자이크의 작동 방식

마이크로소프트는 구리 케이블이 고속 전송에서는 대략 2미터에서 한계에 도달해 단일 랙 내부 연결에만 적합하며, 레이저 기반 광섬유 케이블은 더 먼 거리까지 연결할 수 있지만 전력 소모가 더 크고 온도와 먼지에 민감하다고 설명했다. 하지만 MOSAIC는 50미터까지 도달하면서도 두 방식보다 더 적은 전력을 소모한다고 강조한다.

마이크로소프트의 파트너 리서치 매니저이자 프로젝트 총괄 연구원인 파올로 코스타는 “영상 광섬유는 겉보기에는 일반 광섬유와 같지만 내부에는 수천 개의 코어가 들어 있다. 그 부분이 빠져 있던 퍼즐 조각이었다. 하나의 케이블로 수천 개의 병렬 채널을 전송할 방법을 마침내 확보했다”라고 설명했다.

물론, MOSAIC는 마이크로소프트의 유일한 광 네트워킹 전략은 아니며, 가장 앞서 있는 기술도 아니다.

애저 리전 전반에서 운영 중인 HCF

MOSAIC는 마이크로소프트가 이미 전 세계에 배치하고 있는 보완 기술인 HCF(Hollow Core Fiber)와 함께 등장했다. HCF는 유리가 아니라 공기를 통해 광 신호를 전달하며, 기존 단일모드 광섬유보다 최대 47% 빠른 데이터 전송과 33% 낮은 지연 시간을 제공한다.

마이크로소프트 애저 하이퍼스케일 네트워킹 책임자 프랭크 레이는 두 기술이 상호 보완적이라며, 장거리 데이터센터 간 연결에는 HCF를, 시설 내부 GPU와 서버 연결에는 MOSAIC를 적용한다고 밝혔다. 또한, “마이크로LED를 쓰면 레이저 대비 LED 고유의 효율성을 확보할 수 있다. 그 부분은 어떤 데이터센터에서든 전력 사용량 측면에서 곧바로 수익성에 영향을 미친다”라고 강조했다.

경쟁 구도와 규모의 경제를 둘러싼 의문

현재 MOSAIC를 둘러싼 시장은 경쟁이 치열하다. 엔비디아와 브로드컴은 CPO(Co-Packaged Optics)를 밀고 있으며, 엔비디아의 CPO 기반 스위치는 플러그형 트랜시버 대비 최대 3.5배 낮은 전력 소비를 약속한다. 이미 2026년 상용 출시를 앞두고 있다.

하지만 가트너의 애널리스트 나레시 싱은 CPO가 레이저를 사용하며, 레이저는 공급 부족 상태여서 공급망 공백이 2027년까지 이어질 것으로 예상된다며, “마이크로소프트의 마이크로LED 기술은 이런 맥락에서 좋은 대안이 될 수 있다”라고 평가했다. 싱은 표준화를 도입의 장애물로 지목했다. 기존 광학 인터커넥트는 트랜시버와 모듈의 업계 표준을 정의하는 MSA(Multi-source Agreements)의 혜택을 받아왔다. 싱은 “최근 인터커넥트 기술은 더 빠르고 지속적인 도입을 끌어내기 위해 일정 수준의 표준화를 목표로 해야 한다”라며, CPO 광학 엔진 표준화를 추진하는 오픈 CPX MSA를 그런 방향의 사례로 꼽았다.

반면 카운터포인트의 샤는 MOSAIC가 자체적인 과제도 안고 있다고 지적했다. 색분산이 유효 전송 거리를 제한할 수 있고, 특수 케이블과 랙 설계 변경은 마이크로LED 부품 외 추가 비용이 발생하며, 엔비디아나 AMD의 참여가 없으면 확장성은 여전히 불확실하다고 설명이다. 대역폭 상한도 위험 요소이다. 샤는 모자이크의 현재 최적 구간이 400G에서 800G인데, 2027년~2028년 배치 시점이 되면 업계가 이미 1.6T나 3.2T 목표로 이동했을 수 있다고 말했다.

샤는 “마이크로LED가 전력 측면에서 뛰어난 이점을 가져올 수는 있지만, 광범위한 채택을 가로막는 다른 요인도 많다”라며, “다만 주요 업체 한두 곳이 자사 포트폴리오에 채택한다면 어느 정도 이질적 공존은 가능할 수 있고, 실리콘 포토닉스나 CPO를 대체하기보다 구리를 대체하는 방식이 될 수 있다”라고 분석했다.
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