24시간 무중단 운영 가능한 이중화 시스템 구축
친환경 기술로 '에너지 사용량 30%'·'탄소 배출량 15%' 저감 기대
[안산=뉴스핌] 양태훈 기자 = 카카오가 한양대 에리카(ERICA) 캠퍼스에 첫 자체 데이터센터 '카카오 데이터센터 안산'을 오픈하고 본격적인 운영에 돌입했다. 연면적 4만 7378㎡ 규모로 12만대의 서버를 보관할 수 있는 초대형 데이터센터로 카카오 주요 서비스의 안정성을 한층 높이는 한편, 향후 인공지능(AI) 경쟁력 확보의 전초기지가 될 전망이다.
◆ 카카오 데이터센터 안산의 안정성, 국내 최고...AI 위한 제2 데이터센터도 건설 예정
카카오는 지난 11일 경기도 안산시 한양대 에리카 캠퍼스 내에 위치한 '카카오 데이터센터 안산'에서 프레스 밋업 행사를 열고, 자사의 첫 번째 자체 데이터센터를 공개했다.
정신아 카카오 대표는 이날 행사에서 "데이터센터는 전 국민의 일상에 녹아있는 카카오의 수많은 서비스들을 안정적으로 연결할 수 있도록 만드는 핵심적 자산"이라며, "카카오는 SK 판교 데이터센터 화재 사고 이후, 국내 어떤 기업보다 데이터 안정성을 최고의 수준으로 끌어올려야 한다는 실제 경험에 기반한 사명감으로 부족한 부분을 원점부터 재검토했고, 완공하는 날까지 설계한 시스템을 끊임없이 보완하고 고민했다"고 강조했다.
이어 "카카오는 국민의 일상과 밀접하게 연결된 서비스를 제공, 카카오톡의 경우 매일 4870만 명이 사용하고 있으며, 일평균 수발신량은 100억 건을 넘는다"며, "이러한 엄청난 트래픽을 365일 24시간 동안 안정적으로 관리하는 것은 매우 중요한 과제로, 카카오 데이터센터 안산은 이런 필요성을 반영해 설계됐으며, 카카오의 노력의 결과물"이라고 밝혔다.
나아가 "카카오의 자체 데이터센터는 안산이 처음이지만 끝은 아니다"라며, "현재 제2 데이터센터도 건설할 예정에 있고, 신규 건립을 추진할 데이터센터는 AI 기술 기반 서비스와 미래 기술 환경에 보다 효과적으로 대응할 수 있는 AI 데이터 센터로 구축할 예정이다. 이를 통해 카카오의 기술력을 더욱 강화하고, 사용자에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있을 것"이라고 자신했다.
◆ 24시간 무중단 운영 가능한 이중화 시스템과 재난 대비 설계 적용
카카오 데이터센터 안산은 24시간 무중단 운영이 가능하도록 설계된 게 특징이다. 전력, 통신, 냉방 등 주요 시스템을 이중화해 운영의 안정성을 확보했다. 전력 회사로부터 전기를 공급받는 전력망부터 서버에 전기를 최종적으로 공급하기까지의 전 과정을 이중화했으며, 통신과 냉수 공급망 또한 이중화하여 일부 시스템에 문제가 발생하더라도 이용자가 체감하는 불편을 최소화하고 복구 시간을 단축할 수 있는 환경을 구축했다.
대규모 서버 운영을 위한 무정전 전력망도 갖췄다. 주전력의 100% 용량에 해당하는 예비 전력망을 마련, 두 곳의 변전소 모두 문제가 발생하더라도 비상 발전기를 통해 전력 중단 없이 데이터센터를 가동할 수 있도록 설계됐다. 또한, 서비스가 이뤄지는 주 데이터센터 외에 물리적으로 이격된 최소 두 곳의 데이터센터에 데이터와 운영 도구의 사본을 만들고 실시간으로 업데이트해 데이터의 안전성을 강화했다.
카카오 데이터센터 안산은 재난 대비 측면에서도 완벽에 가까운 설계가 적용됐다. 화재 조기 진화를 위한 대응 시스템을 마련해 무정전전원장치(UPS)실과 배터리실을 방화 격벽으로 분리 시공하고, 모든 전기 패널에 온도 감지 센서를 설치해 이상 온도 상승 시 즉각 대응할 수 있도록 설계했다. 특히, 진화가 어려운 리튬이온 배터리 화재에 대응하기 위해 4단계 화재대응시스템을 자체 개발해 특허까지 출원한 상태로, 화재 발생 시 자동 감지 후 단계별로 소화 약제를 분사하고 방수천을 이용해 냉각하는 등 신속한 초기 대응이 가능하다.
지진 대응을 위해 특등급의 내진 설계도 적용됐다. 이는 국내 원자력발전소의 내진 설계 기준에 준하는 수준으로, 리히터 규모 6.5 이상의 강진을 견딜 수 있다. 안산 지역 최대 풍속을 감안해 28m/s의 강풍도 견딜 수 있도록 설계됐으며, 홍수 피해를 방지하기 위해 지상 1층 바닥을 주변 지표면보다 약 1.8미터 높게 설계하고, 서버와 배터리, UPS 등 주요 설비를 모두 지상층에 배치하여 침수 가능성에 대비했다.
고우찬 카카오 인프라기술 성과리더는 "카카오 데이터센터 안산의 신뢰도는 티어3를 기반으로 티어4에 있는 안정성이 도입됐다고 볼 수 있다. 안정성을 위해 모든 것을 이중화했다"며, "예컨대 냉각 설비는 필요한 용량보다 항온 항습기와 냉동기가 많은 N+2 등급으로 구성, 전력 시스템 역시 CTTS(Closed Transition Transfer Swithes)를 통해 중단 없이 전기를 공급할 수 있도록 설비를 갖췄다"고 강조했다.
나아가 "현재 기획 중인 두 번째 데이터센터에는 AI와 빅데이터 분석에 필요한 고집적 서버를 대거 활용, 이에 따라 안산 데이터센터의 40MW 대비 2배 수준인 80MW 전력 사용을 예상하고 있다"며, "고발열 장비의 효과적 냉각을 위해 수냉식 시스템을 도입하고, 모듈러 방식으로 단계적 확장이 가능한 데이터센터를 구상 중으로, 티어3 이상의 고가용성 인프라와 신재생에너지 적극 활용으로 안정성과 에너지 효율성을 동시에 높일 것"이라고 밝혔다.
◆ 다양한 친환경 기술 도입으로 에너지 사용량과 탄소 배출량 감축
카카오 데이터센터 안산은 다양한 에너지 절감 기술과 고효율 장비 도입을 통해 친환경성도 크게 높였다. 계절에 따라 3가지 모드로 운전하는 프리쿨링 냉각기 시스템과 노면 투수, 우수 재활용, 태양광 패널 설치 등으로 기존 데이터센터 대비 물 사용량을 98%, 총 에너지 사용량을 30%가량 줄일 수 있게 됐다.
카카오는 데이터센터 설계 초기 단계부터 안정성과 더불어 친환경 기술 적용도 최우선으로 고려했다. 대표적으로 카카오 데이터센터 안산에는 국내 데이터센터 중에서는 드물게 물의 효율적인 사용을 평가하는 '물효율지수(WUE, Water Usage Effectiveness)'가 도입됐다. 물효율지수를 높이기 위해 계절 변화에 맞춰 3가지 모드로 운전하는 고효율 프리쿨링(Free Cooling) 냉각기 시스템을 적용하고, 빗물과 비상 시를 대비한 보충수를 조경용수, 소방용수 등으로 재사용해 상하수도 비용을 약 98%까지 절약할 수 있다.
고효율 장비와 LED를 사용해 전기 에너지 사용량도 최소화했다. 서버를 냉각하고 발생한 폐열을 난방에 재사용하고, 태양광 패널을 외장재 및 옥상에 설치하여 전력을 확보하는 등 전력 사용도 효율적으로 하고 있다. '전력효율지수(PUE, Power Usage Effectiveness)'는 1.3 이하로, 국내 데이터센터 PUE 평균인 1.91보다 낮은 수치를 기록했다.
카카오는 이 같은 노력에 힘입어 총 에너지 사용량을 30% 감소시키고, 연간 에너지 비용을 약 31억 원까지 절감할 것으로 예상했다. 연간 30GWh(기가와트아워)의 전력을 절감함으로써 탄소 배출량 역시 15% 감축할 수 있을 것으로 기대했다. 이는 국내에서 1년 동안 생산되는 리튬 배터리 총량(약 15GWh 수준)의 2배에 달하는 전력을 절약하는 셈이다.
오보영 카카오 데이터센터 리더는 이에 대해 "냉방 전력 최소화를 위해 고효율 장비와 외기를 활용하는 프리쿨링 냉동기, 부분 부하 시 전력 효율성을 높이는 가변 모터 등 최신 설비를 도입했다"며, "전산동 외벽과 옥상에는 약 1MW 규모의 태양광 설비를 설치해 생산된 전력을 데이터센터 운영에 활용하고 있다"고 설명했다.
또 "고효율 친환경 설비 도입뿐 아니라 지속적인 운영 최적화 작업도 수행 중"이라며, "서버룸 냉방 온도를 기존 설계 온도인 23도에서 27도까지 단계적으로 상승시켜 에너지 절감을 도모, 운영 안정성을 최우선으로 하면서도 에너지 절감을 위한 최적 운영 포인트를 찾기 위해 노력하고 있다"고 강조했다.
나아가 "현재 데이터센터 통합 관제실에서는 각종 설비에 대한 약 30만 개의 데이터를 수집하고 있다"며, "이를 분석해 향후 AI 기반의 냉방 최적화를 구현할 수 있는 기반을 마련 중"이라고 덧붙였다.
한편, 카카오는 한양대 에리카 캠퍼스, 안산시와의 소통과 협력을 통해 기업·대학·지역이 함께 성장할 수 있는 발판을 만들어 나가고 있다. 이에 한양대학교 에리카 캠퍼스에는 대학발전기금 출연과 함께 데이터센터 내 산학협력 공간을 제공했다.
지역사회 소통과 협력을 위한 프로그램들도 운영한다. 카카오는 한양대 에리카 및 안산시와 협력해 올 하반기 안산시민을 대상으로 한 데이터센터 투어를 시범 운영할 예정이다. 또한, 에리카 학생들이 스스로 안산의 지역 문제를 발견하고 실질적인 문제 해결 경험을 쌓을 수 있도록 한양대 IC-PBL 교육과 연계한 '카카오 안산임팩트챌린지 with ERICA IC-PBL(Industry Coupled Problem Based Learning)' 사업 등도 진행할 계획이다.
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