마이크로소프트가 공식 블로그를 통해 저온비등액체에 서버를 담가 냉각시키는 듀플렉스식 침수 냉각 시스템을 채택한 자사 데이터센터에 대해 발표했다.
미 북서부 콜롬비아강 동쪽 유역에는 마이크로소프트 직원이 주고받는 이메일 등 통신 시스템을 지원하는 데이터센터가 있다. 이 데이터센터는 서버를 담은 강철 탱크 안에 비등점이 50도로 물보다 낮은 전자기기에 무해한 기능성 액체를 채웠다. 탱크 속에서 끓는 액체가 증기가 되어 입상 탱크 위쪽에 있는 냉장고에 응축, 탱크에 비처럼 쏟아진다.
마이크로소프트 측은 이 2단계식 침수 냉각 시스템을 운영 환경에서 운영하는 클라우드 사업자는 자사가 처음이라고 말한다. 마이크로소프트는 침수 냉각 시스템 개발에 나선 이유는 반도체 집적율이 18개월 만에 2배가 된다는 무어의 법칙이 한계가 도달했기 때문. 인텔 창업자 고든 무어가 1965년 주창한 이 법칙 이후 반도체 산업은 수십 년 동안 전력 소비를 늘리지 않고도 프로세서 성능을 2년마다 2배로 늘려 왔다. 하지만 회로 폭이 원자 수준에 도달하면서 반도체 집적율 향상에도 물리적 한계가 와 최근에는 무어의 법칙은 무너졌다.
프로세서 성능이 한계에 이른 반면 암호화 자산 채굴 등으로 연산 능력 수요는 해마다 증가하고 있다. 따라서 반도체 업계는 전기 소비를 늘려 성능을 올리는 방향으로 방향을 틀었지만 프로세서가 대량 전기를 소비하게 되면서 프로세서가 내는 열량도 증가하게 됐다.
마이크로소프트 측은 고온 칩을 냉각하는데 있어 공기는 더 이상 충분하다고 말할 수 없다명서 칩 표면에 직접 액체가 비등하고 냉각을 할 침수 냉각 채택을 검토하게 됐다고 설명하고 있다.
마이크로소프트가 침수 냉각 시스템 효과를 조사한 결과 이 냉각 방식으로 서버 전력 소비를 5∼15% 줄일 수 있다고 한다. 따라서 마이크로소프트는 데이터센터 설계를 하는 위윈(Wiwynn)과 제휴해 전기 소재 제조사 3M이 개발한 고기능성 액체로 서버를 냉각하는 데이터센터를 건설했다.
이렇게 운용을 시작한 듀플렉스식 침수 냉각 시스템을 택한 데이터센터는 단순히 소비전력만 적은 게 아니라 물을 소비하지 않기 때문에 2030년까지 소비하는 것보다 더 많은 물이 공급되도록 하겠다는 마이크로소프트의 지속 가능성 노력에도 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.
마이크로소프트 측은 듀플렉스 침수 냉각 시스템을 제대로 사용할 수 있다면 공냉보다 작은 에너지 비용과 신뢰성, 성능 등 모든 요구 사항을 동시에 충족시킬 것이라고 강조했다.
이 방식과 비슷한 프로젝트로는 해저에 데이터센터를 통쨰로 가라앉혀 해수로 냉각하는 프로젝트 나틱(Project Natick)이 있다. 프로젝트 나틱은 데이터센터를 물 속에 두지만 듀플렉스식 침수 냉각 시스템은 서버를 그냥 물속에 넣는 게 차이다.
서버를 해저나 액체에 가라앉히면 부품을 교체하거나 정비가 어려워질 수 있다. 따라서 마이크로소프트는 고장이 난 부품을 곧바로 교체하지 않아도 될 탱크형 서버를 개발해 나갈 예정이라고 한다. 이런 탱크형 서버는 인적 관리가 어려운 원격지에 설치 가능하고 자율운전 차량과 5G 통신 타워 운영에도 활용할 수 있다.
마이크로소프트는 앞으로 몇 개월 안에 탱크 1개가 데이터센터가 되는 기술 검증 테스트를 시작할 예정이라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.