데이터 센터 지속 가능성의 세 가지 새로운 트렌드

데이터 센터는 엄청난 성장을 겪을 것으로 예상됩니다. 인공 지능(AI)에 대한 수요가 확대됨에 따라 AI의 컴퓨팅 성능에 대한 수요도 증가하고 있습니다. AI에 특화된 서버는 더 많은 컴퓨팅 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 기존 서버보다 더 강력합니다. 2023에서 총 데이터 센터 에너지 사용량 은 미국 소비량의 4.4 % (176 TWh)로 추산되었습니다. 이는 AI 채택, 인프라 효율성 및 지속 가능성 이니셔티브에 따라 2028년까지 국가 에너지 사용량의 12%(400TWh)까지 증가할 것으로 예상됩니다.

이러한 예측을 통해 데이터 센터 투자자와 운영자는 데이터 센터의 지속 가능성을 극대화하고 탄소 배출을 제한하는 데 필요한 노력을 인식합니다. 따라서 데이터 센터 지속 가능성은 중요한 화두이며 전 세계적으로 관심이 높아질 것으로 예상됩니다. 

데이터 센터 지속 가능성의 세 가지 새로운 트렌드 와 커민스가 이 분야에서 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

1. AI 에너지 및 냉각 최적화

AI의 사용이 빠르게 증가함에 따라 데이터 센터의 에너지 사용량이 증가하고 있습니다. AI 기능이 지속적으로 향상됨에 따라 AI 기능은 점점 더 비즈니스 및 소비자 프로세스에 내장된 도구가 되고 있습니다. 실제로 AI 챗봇은 일반적으로 기존 검색 엔진(예: Google)보다 더 접근하기 쉽고 유용한 답변을 제공할 수 있으며 거의 즉각적인 응답을 제공합니다. 그러나 주요 과제는 AI를 통한 이 쿼리가 검색 엔진을 통한 유사한 쿼리에 비해 약 10배의 에너지를 사용한다는 것입니다. 이렇게 하면 서버 전력 사용량이 증가할 뿐만 아니라 냉각 시스템에서 거부할 열 부하도 증가하여 냉각에 필요한 에너지가 증가합니다. 

따라서 AI의 사용이 증가함에 따라 데이터 센터 에너지 효율성을 개선하고 운영당 특정 에너지 소비를 낮추는 데 더 많은 초점을 맞추고 있습니다. 데이터 센터는 동일한 패키지에서 더 많은 컴퓨팅 성능을 지속 가능하고 효율적으로 제공할 수 있는 방법을 찾아야 합니다. 이 문제를 해결하기 위한 몇 가지 접근 방식이 있습니다.

데이터 센터의 에너지 소비를 줄이는 데 중점을 두는 것은 전력 사용 효율성(PUE)을 개선하는 것입니다. PUE가 낮을수록 사이트의 총 에너지 중 더 많은 부분이 냉각 및 기타 오버헤드 서비스로 손실되지 않고 서버에 전원을 공급하는 데 직접 사용된다는 것을 나타냅니다. PUE를 낮추는 데 초점을 맞추면 냉각 효율의 최적화를 끊임없이 추진할 수 있습니다. 예를 들어, 온수/냉기 통로 봉쇄를 구현하고 과도한 냉각을 피하기 위해 주변 온도를 면밀히 제어합니다.

표준 공기 냉각 설비보다 냉각 효율이 높은 직접 액체 냉각으로의 전환이 있습니다. 그러나 이는 고가의 시스템이며 AI GPU의 증가된 열 차단 요구 사항이 주로 채택을 주도합니다.

데이터 센터의 에너지 효율성을 위한 중요한 기회는 열 재사용 또는 서버 냉각에서 발생하는 폐열을 사용하여 다른 중요한 작업에 에너지를 제공하는 것입니다. 이러한 시너지 관계는 데이터 센터, 지역 난방 시스템, 농업용 온실 또는 산업 공정 간에 존재할 수 있습니다.

그러나 에너지 소비를 줄이기 위한 보다 근본적인 접근 방식은 서버의 칩 및 컴퓨팅 효율성을 개선하는 것입니다. 이를 통해 동일한 전력 소비에 대해 더 많은 컴퓨팅 기능을 사용할 수 있으므로 데이터 센터의 효율성이 향상됩니다. 최신 칩은 최대 용량으로 작동하지 않을 때 소비를 낮출 수 있으며 에너지 효율성은 칩 개발의 중점 영역입니다.

AI가 인간이 할 수 없는 방식으로 에너지 효율성을 극대화하기 위해 운영을 최적화할 수 있는 데이터 센터의 운영 및 관리에 AI를 적용하는 것도 가능합니다. 이러한 AI 지원 시스템은 좌초된 서버를 식별하거나, 오프라인으로 전환하거나, 잠재적으로 부하를 줄이기 위한 소프트웨어 개선 사항을 찾을 수 있습니다. AI는 예측 정확도가 향상되어 필요할 때만 예측 유지 관리 최적화-유지 관리 예약과 같은 다른 데이터 센터 지원 서비스에 적용될 가능성이 높습니다. AI는 향후 데이터 센터 설계 및 레이아웃 개선에도 참여할 수 있습니다.

2. 재생 가능 및 저탄소 에너지 채택

에너지 공급의 신뢰성은 모든 데이터 센터의 주요 관심사입니다. 지역 유틸리티를 통해 일반적인 데이터 센터에서 사용할 수 있는 에너지원에는 몇 가지 압력이 있습니다. 유틸리티의 인프라는 노후화되고 신뢰성이 떨어지고 있으며 데이터 센터가 모여 있는 지역에서 증가하는 수요를 따라잡기 위해 고군분투하고 있습니다. 또한 데이터 센터 운영자는 지역 유틸리티의 에너지 믹스나 해당 에너지의 탄소 발자국을 제어할 수 없습니다. 

데이터 센터의 지속 가능성 추세 중 하나는 데이터 센터 전용으로 사용할 수 있는 저탄소 에너지를 공급하는 것입니다. 이러한 발전소는 전력 구매 계약(PPA)에 따라 데이터 센터에 전력을 판매하는 독립 전력 생산자(IPP)에 의해 건설됩니다. 일반적으로 이러한 발전소는 유틸리티 계량기의 고객 쪽에 위치하여 태양열, 풍력 및 가스 터빈과 같은 소스에서 재생 에너지를 생성하는 '계량기 뒤'(BTM) 발전소입니다. 소규모 원자력 또는 수소 연료 전지와 같은 새로운 기술도 IPP에 의해 고려 될 수 있습니다. 여기서 데이터 센터의 초점은 에너지 생성에 대한 자율성과 에너지가 저탄소 소스에서 나온다는 확신을 갖는 두 가지입니다.

IPP 및 유틸리티의 관련 추세는 BESS(배터리 에너지 저장 시스템)라고 하는 현장 에너지 저장 본질적으로 큰 배터리를 사용하는 것입니다. BESS는 매우 가변적인 부하 프로파일을 평활화하고 제한된 유틸리티 그리드에서 피크 수요를 완화하는 데 유용한 빠른 수요 응답을 제공합니다. BESS는 또한 데이터 센터가 대기 전력으로 전환해야 하는 경우 가스 발전기를 온라인 상태로 전환하면서 임시 전력을 제공합니다. 

3. 순환 경제

데이터 센터 업계에서 점점 더 많은 기대가 커지면서 운영자는 지속 가능성 목표를 설정해야 합니다. 모든 대규모 데이터 센터 운영자는 이제 일반적으로 2030을 목표로 하는 지속 가능성 목표를 가지고 있습니다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 탄소 배출량, 특히 전체 운영의 수명 주기 탄소 분석과 같은 영향을 측정해야 합니다. 

데이터 센터(및 전원 공급 장치)는 환경에 미치는 영향이 작동 상태에서의 전력 소비 이상의 영향을 미치는 복잡한 개체입니다. 지속 가능성을 최적화하려면 전체 수명 주기에 걸쳐 데이터 센터가 미치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다.

탄소 배출량은 세 가지 범주로 계산됩니다. Scope 1 배출은 시설의 핵심 운영에서 직접 발생하는 배출입니다. Scope 2 배출량은 구매 전력 공급 과정에서 생성되는 배출량이므로 IPP 또는 유틸리티의 발전 기술에 따라 크게 결정됩니다. Scope 3 배출량은 데이터 센터의 일상적인 운영에서 직접 발생하는 것이 아니라 전자 장비와 같은 구매 제품의 생산 및 운송에서 발생합니다. 데이터 센터의 경우 Scope 3 배출량에는 건설, 폐기물, 재활용 및 상품 배송과 같은 활동이 포함됩니다.  

이러한 배출량은 전과정 평가(LCA)의 접근 방식을 사용하여 포괄적이고 체계적으로 고려됩니다. LCA는 운영의 모든 단계에서 데이터 센터의 영향을 고려하여 "요람에서 무덤까지" 접근 방식을 취합니다. 이것은 건설에 사용 된 원자재의 추출에서도 시작되며, 운영 전반에 걸친 모든 활동은 해체 및 철거 될 때까지 체계적으로 고려됩니다. 이 수명 주기 동안 데이터 센터에서 발생하는 대부분의 배출량은 Scope 3으로 분류됩니다.

Scope 3 배출량을 줄이기 위해 데이터 센터는 제품의 탄소 발자국을 측정하고 낮추는 데 중점을 둔 공급업체로부터 장비를 조달하는 방법을 점점 더 많이 찾고 있습니다. 이를 위해서는 효율적인 생산, 폐기물 감소, 물 사용량 감소, 재사용 및 재활용 옹호에 중점을 두어야 합니다. 

커민스의 지속 가능성 로드맵: Destination Zero 및 Green Innovations

커민스는 데이터 센터의 지속 가능성을 개선하는 데 중점을 두고 있으며 세상을 변화시키기 위해 고객 및 공급업체와 적극적으로 협력하고 있습니다. Destination Zero에 따라 커민스는 자체 내부 지속 가능성 목표를 설정했습니다. 

실질적으로 커민스는 에너지 소비, 폐기물 및 물 사용을 줄임으로써 의미 있는 진전 을 이루고 있는 동시에 사업을 운영하는 지역 사회의 진정한 파트너입니다. Destination Zero 전략에 따라 커민스는 데이터 센터 수요 대응 프로그램을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있는 혁신적인 저배출 및 무배출 기술을 개발하고 있습니다. 

커민스가 어떻게 데이터센터 산업에 지속 가능한 방식으로 동력을 공급하고 있는지 자세히 알아보세요. https://www.cummins.com/generators/data-centers/sustainability.