AI 칩 발열 잡아라··· 에퀴닉스·AWS, 액체 냉각 본격 도입

AI용 초고온 칩 확산으로 인해 데이터센터에서 액체 냉각은 선택이 아닌 필수로 자리잡고 있다. 최근 이 흐름에 동참한 기업에 AWS와 에퀴닉스가 있다.

독립 클라우드 서비스 및 코로케이션 호스팅 기업인 에퀴닉스는 액체 냉각 전문업체 액셀시어스(Accelsius)의 2단계 직접 칩 냉각 시스템을 도입했다.

해당 시스템인 ‘뉴쿨 IR80(NeuCool IR80)’은 2025년 3분기부터 미국 버지니아주 애시번의 에퀴닉스 애시번 캠퍼스 내 DC15 IBX 데이터센터 내 공동 혁신 시설(CIF)에 구축될 예정이다. 이 전용 시설은 에퀴닉스가 신기술을 개발하는 기업과 협업하고, 솔루션의 실제 운영 환경을 고객이 체험할 수 있도록 지원하는 실증 플랫폼 역할을 한다.

액셀시어스의 CEO 조쉬 클레이먼은 “이 협업은 실제 환경에서 기술을 보여줄 수 있는 강력한 방법”이라며 “고객과 만날 때는 기술이 직접 적용되는 모습을 상상할 수 있도록 구체적으로 보여주는 것이 중요하다. 해당 시스템은 기능을 추상적으로 설명하는 대신 이를 실시간으로 체험할 수 있도록 한다”라고 설명했다.

액셀시어스의 수랭 솔루션은 다소 높은 수온을 허용하는 것이 특징이다. 섭씨 6~8도 정도 수온이 높아져도 칩에는 무리가 없다는 점에 착안해, 냉각수 온도를 다소 높게 유지함으로써 전력 소모가 큰 압축기 사용을 줄이고 에너지 효율을 높일 수 있도록 한다.

에퀴닉스와 엑셀시어스의 협업은 미국 연방 정부가 2023년 시작한 데이터센터 냉각 효율화 프로그램 ‘쿨러칩스(COOLERCHIPS)’의 일환으로 성사됐다. 이 프로그램은 에너지부 산하 기관인 ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy)가 주도하며, 데이터센터 전체 냉각 전력 소비를 IT 부하의 5% 이하로 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

한편 AWS는 엔비디아(Nvidia)의 고성능 AI 칩 블랙웰(Blackwell) GPU에 맞춰 설계된 맞춤형 액체 냉각 시스템 ‘인로우 히트 익스체인저(IRHX)’를 개발 및 구축했다.

IRHX 유닛은 수분배 캐비닛, 통합형 펌핑 유닛, 인로우 팬코일 모듈 등 3가지 구성 요소로 이뤄져 있다. 에퀴닉스 서버와 동일하게 칩에 부착된 냉각 플레이트가 열을 흡수하고, 이를 액체가 식히는 직접 칩 냉각을 적용했다. 가열된 냉각수는 열 교환기의 코일을 통과하고 고속 팬이 파이프에 바람을 불어 냉각한다. 이는 자동차 라디에이터의 구조와도 유사하다.

이러한 직접 칩 냉각 방식이 새로운 개념은 아니며, 버티브(Vertiv), 쿨잇(CoolIT), 모티비어(Motivair), 델타 일렉트로닉스(Delta Electronics) 등도 유사한 액체 냉각 솔루션을 시장에 공급하고 있다.

하지만 AWS는 펌핑 유닛과 팬코일 모듈을 분리해 설계함으로써 하나의 펌핑 시스템이 다수의 팬 유닛을 지원할 수 있도록 구성했다. 모듈형 팬은 냉각 수요 변화에 따라 자유롭게 추가하거나 제거할 수 있어, 랙 단위 또는 데이터센터별로 냉각 시스템을 유연하게 조정할 수 있다.

일각에서는 AWS의 행보가 액체 냉각 시장에 큰 영향을 줄 수 있다는 우려도 나왔다. 그러나 시장조사기관 델오로 그룹(Dell’Oro Group) 분석가는 “아마존은 자사에 맞춘 맞춤형 기술을 자체 개발할 뿐, 다른 데이터센터 인프라 기업과 경쟁하거나 상업화하지는 않겠다는 입장이다”라고 설명했다.
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