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[서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 월가에서 데이터센터 열냉각 시장이 인공지능(AI) 기술의 빠른 보급 속도에 의해 '대전환기'를 맞고 있다는 분석이 나왔다.

AI 연산용 반도체가 고성능화하고 이에 따라 전력 소모는 급증하면서 종전 공랭식에서 한계가 드러나고 있는 만큼 현재의 액체냉각 도입 속도가 더욱 빠르게 전개될 것이라는 전망이 제시됐다.

◆"내년 전환 가속"

골드만삭스의 앨런 창이 이끄는 애널리스트들은 보고서를 통해 고성능 AI 칩이 탑재된 고전력 서버 랙에서의 발열량 증가로 인해 공랭식이 액체냉각으로 빠르게 대체되고 있다며 내년에는 전환 흐름이 더 가속할 것으로 예상했다.

AI 훈련용 서버에서의 액체냉각 연도별 침투율(2025년과 2026년은 예상) [자료=골드만삭스]

관련 보고서에 따르면 현재 엔비디아의 GB200(최신 주력 아키텍처 '블랙웰'을 사용한 GPU인 B200 2개와 그레이스 CPU 1개 조합) 혹은 GB300으로 구동되는 랙 단위의 AI 서버들은 모두 액체냉각을 택하고 있다고 한다. 관련 랙은 올해 1만9000개, 내년에는 5만개가 설치될 것으로 예상돼 액체냉각 채택률도 대폭 상승할 것으로 관측됐다.

고성능 칩이 탑재된 서버 랙의 전력 소모량은 기존의 1.5배 이상으로 추산된다. 골드만삭스에 따르면 엔비디아의 GB200(최신 주력 아키텍처 '블랙웰' 기반) 서버 랙의 열 설계전력(TDP; 최대 부하상태에서 나오는 열)은 약 120킬로와트(KW)로 기존 HGX(종전 주력 '호퍼' 기반)의 60~80KW의 1.5~2배다.

현재까지 주류처럼 쓰이는 소위 베이스보드 기반 AI 서버에서는 이미 액체냉각 도입의 급격한 증가세가 관찰되고 있다. 베이스보드 기반은 GB200 같은 완전 통합형 랙 시스템이 아닌 엔비디아나 AMD 칩 등 여러 개를 하나의 보드에 직접 연결해 구성한 형태를 말한다.

미국 오리건주 더댈러스에 있는 구글 데이터센터의 냉각탑 위로 올라오는 증기 [자료=구글, 블룸버그통신]

골드만삭스는 엔비디아의 H200이나 B200, AMD의 칩, ASIC(주문형 반도체) 등으로 구동되는 훈련용 베이스보드 서버의 액체냉각 침투율은 올해 27%에서 내년 52%가 예상된다. 나아가 훈련용 서버 액체냉각 시장의 TAM(최대 예상 규모)은 올해 38억달러에서 내년 79억달러가 돼 각각 전년비 171%와 106%의 성장률을 기록할 것으로 예상됐다.

◆"케무어스 주목", 왜

UBS 역시 골드만삭스와 비슷한 취지의 분석을 내놨다. AI 칩의 성능이 갈수록 고도화하고 발열량은 급증하면서 공기를 냉각 재료로 쓰는 공랭식이 한계를 드러내는 상태라고 했다. 공기가 열 흡수력이나 전달력 면에서 액체보다 열위에 있다는 특성에서 비롯되는 한계다.

UBS는 2029년까지 데이터센터의 발열량(순간 전력)이 랙당 200~1000KW로 예상되는 상황에서 고급 냉각 기술은 더는 선택 사항이 아니라고 했다. 넥스트빅피처에 따르면 업계에서 표준처럼 사용하는 AI 랙의 발열량은 개당 80KW라고 한다. 4년 뒤에는 발열량이 최대 12.5배 가까이가 되는 셈이다.

UBS는 액체냉각의 확대 흐름 속에서 주목할 종목으로 케무어스(종목코드: CC)를 제시했다. 회사의 이른바 '상변화(Two-Phase) 액체냉각' 기술이 업계로부터 상당한 수요를 이끌어낼 것으로 기대했다. UBS는 "액체냉각 기술로의 전환을 주도할 유리한 위치에 있다"고 평가했다.

▶②편에서 계속됨

bernard0202@newspim.com