열파에 강한 데이터 센터가 필요하다

기후 변화로 여름철에 비정상적인 더위가 발생해 다양한 곳에 영향을 주고 있다. 인터넷 인프라인 데이터센터 역시 세계적인 열파 현상 빈발로 위험한 상황이 되고 있다. 데이터센터가 위험하다는 건 인터넷 서비스가 위험하다는 얘기다.

지난해 7월 구글과 오라클 런던 데이터센터가 일시적인 오프라인 상태를 맞았다. 40도가 넘는 영국 내 기록적 폭염 탓이다. 열로 인해 서버가 다운되고 수많은 웹사이트에 액세스할 수 없는 상태가 된 것. 유럽 전역에서 쓰이는 워드프레스 호스팅 사이트가 큰 영향을 받았다.

데이터센터에는 자연적으로 냉각 시스템이 있으며 서버나 시설 내 설비에서 배출되는 열을 제거하도록 만들어졌다. 하지만 센터 내 열과 열파에 의해 이상 상승한 외기 온도라는 이중고로 냉각 시스템이 기능 불능이 되어 센터 내부가 과열되고 서버가 다운된다.

더위가 가을까지 길어지는 최근에는 테크 기업은 IT 운용에서 열파의 장기적 영향을 무시할 수 없는 상황이 됐다. 지난해 9월 새크라멘토 데이터센터가 다운됐을 때 트위터 전 엔지니어링 부문 부사장인 캐리 페르난데스(Carrie Fernandez)는 열파에 의해 물리적으로 설비가 다운된 전대 미문 상황에 대해 위기감을 나타내기도 했다.

열파가 당연해지는 지금 트위터는 준비 부족이었을지 모른다., 현재 트위터 보안 부문 책임자는 지난해 8월 데이터센터 위험을 호소하며 수가 적은데 데이터센터 일시적 다운이 겹치면 몇 주에서 몇 개월 나아가선 완전히 트위터 서비스가 다운될 수 있다고 밝히기도 했다.

IT 서비스를 주로 하는 기업에 있어 열파는 비즈니스에 큰 해가 되는 고민거리다. 4D데이터센터 COO인 스티브 라이트는 열파에 의해 IT 설비 자체가 피해를 받는 것, 전력망 과잉 부담에 의한 정전 발생 가능성 등을 지적한다. 그에 따르면 데이터센터 열파 대책을 하지 않은 기업은 대규모 서버 에러, 하드디스크 충돌, 데이터 손실 위험이 있어 정전이 발생하면 센터 고객에게 심각한 영향은 불가피하다는 것이다.

열파 대책으로는 정전에서도 전원을 공급할 수 있는 백업 발전기를 준비하는 게 좋다. 또 온도나 습도 관리를 철저하게 해 하드디스크나 서버 자체 수명을 늘리는 것도 잊지 말아야 한다.

이런 점에서 마이크로소프트가 실시하는 수중 데이터센터 테스트도 주목할 만하다. 열파가 빈발하는 지금 확실하고 실용적인 데이터센터는 육지에선 한계가 있기 때문이다. 데이터센터 냉각 시스템에는 막대한 에너지가 필수적이기 때문에 2021년 미국 데이터센터를 대상으로 한 조사에선 데이터센터 45%가 환경 변동으로 인해 운영 불안에 있다고 대답했다고 한다.

냉각 시스템은 데이터센터 설비를 과열로부터 보호하기 위해 설계됐으며 비정상적인 날씨인 열파는 이 계산에 포함되어 있지 않다. 데이터센터 연구기관 관계자는 컴프레서나 펌프, 팬 등 냉각 시스템 자체에 무더위는 부하를 가한다고 말한다. 압축기는 에어컨과 물 냉각 시스템과 같은 기계 냉각 시스템 심장 부분이 된다. 전력으로 기체상 냉각재를 압축하고 이후 공정을 확장해 극적으로 온도를 갖춰 냉각 효과를 높이고 있다.

펌프는 예를 들면 워터 펌프라면 시설 내 찬물을 순환시켜 컴퓨터룸 등 더운 공기를 없애고 있다. 이 펌프에 의한 냉각이 고전할수록 시설에 대한 영향은 커진다. 냉각 시스템이 중요하지만 문제는 이것만은 아니다. 백업 발전기나 외부 전력 설비가 있더라도 이들 역시 열파 영향을 받는다는 걸 기억해둘 필요가 있다. 다시 말해 백업을 필요로 하는 무더위에선 백업 역량도 예상만큼 나오지 않을 가능성이 있고 데이터센터 전부를 커버하는 걸 불가능할지도 모른다는 것이다.

그렇다면 열파 대책에는 어떤 게 있을까. 먼저 증발형 냉각 시스템과 단열형 냉각 시스템을 들 수 있다. 기존 에어컨이나 냉각 설비를 스프링클러 시스템을 이용해 지원하는 것도 있다. 데이터룸 온도가 몇 도 상승해도 냉각 시스템 부하를 보조할 수 있다. 만일 외기 냉각 시스템만으로 운용하고 있다면 증발형 시스템 업데이트를 검토해 봐도 좋을지 모른다. 예를 들어 에어컨 코일이나 냉각기 주변에 미스트를 살포하는 등 새로운 설비는 외부 온도 자체를 낮추기 위해 증발형 냉각 시스템을 채택한다.

기후 변화에 대한 장기적 전략으로 액체 냉각 시스템도 권장된다. 18도에서 27도로 제공되어야 하는 공기보다 액체가 더 높은 온도인 30∼40도로 제공될 수 있기 때문이라고 한다. 32도 액체형 냉각 시스템을 이용하면 필요 전력을 크게 줄일 수 있다.

데이터센터가 열파 영향을 받는 지금 센터 일반 운영을 하면서도 빠르게 기후변화 약점을 찾아 강화해야 한다는 지적이다. 데이터센터 운영 기업인 사이러스원(CyrusOne)은 폐쇄형 루트 냉각 시스템과 공기 냉각 시스템을 채택하고 있다. 이곳은 회로에 모인 물 8,000갤런을 내장되어 있는 컴프레서와 콘덴서로 냉각하고 식으면 데이터센터 내부 온도를 낮추는 구조를 취한다. 이 냉각 절차로 기온차가 있는 다양한 영역에서 IT 설비를 냉각할 수 있다고 한다. 공냉형 장비에는 이코노마이저가 탑재되어 있어 저온을 활용해 더 효율적인 냉수로 열을 배제하고 동시에 운용 유지 보수원 필요성도 없어진다.

사이러스원 측 대처는 무더위 영향을 줄일 뿐 아니라 물을 모으는 것으로 환경도 배려하고 하수관이 필요없으며 데이터센터에서 오염 물질이 나오지 않는다. 물론 설치에 대규모 투자를 할 수 없는 기업도 있다. 재생 에너지를 이용하는 클라우드 데이터센터로 데이터를 이동시키거나 24시간 365일 가동할 필요가 없는 서버는 지역 전력 소비가 적은 시간에 가동하는 등도 추천된다.