"AI로 전력 소비가 급격히 증가하고 있다. AI로 인한 에너지 문제는 한 국가에만 국한한 문제가 아니라 전 세계적 차원에서 논의돼야 한다."
유상임 과학기술정보통신부 장관이 지난 10일(현지시간) 프랑스 파리에서 열린 제3차 AI 국제 정상회의에 참석해 강조한 말이다.
유 장관은 이날 한국 정부 대표로 파리를 방문해 참석한 토론 세션에서 이같이 말하며 "에너지 없이는 AI를 활용할 수 없다. AI의 에너지 소비를 줄이기 위해서는 전력 사용량을 줄이는 기술개발이 필요하다"고 말했다.
유 장관의 발언처럼 AI의 활용과 기술이 고도화될 수록 이면의 해결 과제로 거론되는 게 전력 소비 문제다. 다양한 IT 및 전자기기에 사용되는 반도체의 전력소비와 발열을 낮추는 게 관련 기업들에게도 핵심 기술로 여겨지는 상황이다.
지난해 국제에너지기구(IEA)에서 발표한 전기 보고서에 따르면 2026년이면 전 세게 데이터센터의 전력 수요가 1000TWh를 넘어서 2022년의 2배 수준에 이를 것으로 예상됐다. 이같은 데이터센터의 전력 증가 규모는 현재 독일의 총 전력 수요와 비슷한 수준이다.
특히 AI가 확산되고 반도체 수요가 증가할 수록 데이터센터의 전력 소비는 더욱 급증할 것이란 게 관련 업계의 중론이다. 결국 데이터센터에 들어가는 반도체와 높은 효율성을 가진 기술 개발이 향후 중요한 역할을 할 것이라는 얘기다.
이같은 상황에서 주목받고 있는 게 '저전력 반도체'다. 저전력 반도체는 특정 제품의 명칭은 아니다. 메모리 반도체, SSD 저장장치 등 기존 제품과 기술에 전력 효율성을 높이는 기술과 제품의 통칭이라고 할 수 있다.
이미 국내외 빅테크 기업들은 '저전력' 관련 행보에 속도를 높이고 있다. 마이크로소프트(MS)의 경우 바다 속에 데이터센터를 설립해 운영하는 프로젝트는 최근 종료해 빅테크 업계의 이목을 모았다.
최근 외신 등에 따르면 MS가 2018년부터 스코틀랜드 앞바다에서 진행하던 해저 데이터센터 운영 프로젝트 '프로젝트 나틱'(Project Natick)을 진행했다. 이 프로젝트는 855대의 서버를 금속 컨테이너에 실어 바다 속에 가라앉히고 운영한 것으로, 육상의 135대 서버와 비교한 실험이었다. 서버를 바다 속에 가라앉힌 건 수중 냉각으로 전력 효율성을 높이기 위해서였다.
실험 결과는 수중 데이터센터의 고장율이 지상보다 1/8 수준 불과했다. 2020년 지상으로 끌어올려진 해저데이터센터의 서버는 855대 중 6대만 고장났다. 반면 육상에 설치한 서버 135대 중 고장난 서버는 8대였다.
데이터센터 장치를 교체하는 것도 저전력을 위한 시도로 볼 수 있다. 데이터센터에서 일반적으로 데이터를 저장하는 장치는 HDD(Hard Disk Drive)와 SSD(Solid State Drive)가 있다.
과거에는 HDD를 데이터 저장 장치로 사용했다면 최근에는 SSD로 교체하는 추세다. SSD는 낸드플래시에 데이터를 저장하는 장치다.
낸드플래시는 전원이 꺼져도 저장한 정보가 사라지지 않는 메모리 반도체다. 따라서 SSD는 저장 정보를 유지하기 위해 상시 전원을 가동하지 않아도 된다는 장점이 있다.
삼성전자 뉴스룸의 자료에 따르면 2020년 출하된 전 세계 데이터센터의 HDD를 최신 SSD로 교체하면 약 3TWh의 전력량을 절감할 수 있다.
서버용 DRAM도 DDR5로 교체하면 연간 총 7TWh 전력량을 절약할 수 있는 것으로 나타났다. 7TWh는 미국 뉴욕에 거주하는 전체 가구가 약 4개월 동안 사용할 수 있는 전력량이다.
저전력 반도체에 대한 이슈는 기업들의 ESG(환경, 사회, 지배구조)와도 이어진다. 초대형 데이터센터를 운영하는 빅테크 기업들의 ESG 경영을 위해 저전력 반도체를 꾸준히 구매할 것으로 예상되는 이유다.
업계 한 관계자는 "구입 당시 다소 비싼 가격이라도 저전력 반도체를 구매하는 빅테크들이 늘어날 것"이라며 "AI 고도화, 데이터센터의 확대, 고성능 컴퓨팅 수요 등이 늘어날 수록 저전력 반도체에 대한 관심과 구매 확대 역시 증가할 것"이라고 말했다.
결국 환경과 지구온난화 이슈가 빅테크의 신규 비즈니스 창출과 맞물려 있다는 얘기다.
향후 AI 화두를 앞세워 혁신적 성장을 그려갈 빅테크 기업들의 전략이 저전력 효율화와 어떻게 맞물려 돌아갈지 주목되고 있다.
배충현 기자 / 경제를 읽는 맑은 창 - 비즈니스플러스
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