국내 최초이자 유일한 국가 주도의 인공지능(AI) 데이터센터가 지난 2023년 11월부터 정식 운영에 들어갔다.

이곳은 과학기술정보통신부와 광주광역시, 그리고 NHN클라우드가 함께 설립한 곳이다. 광주광역시 첨단 3지구 인공지능중심 산업융합집적단지 내 구축되어 있다. 다른 단지는 모두 아직 공사중이지만, 데이터센터만 완공되어 운영되고 있다.

NHN클라우드는 국가 AI 데이터센터의 클라우드 인프라 구축 및 운영 사업자로서, 데이터센터를 10년 이상 운영하며 얻은 운영 경험을 이곳에 녹여냈다. 그리고 기업과 연구기관, 대학 등 470여 곳에 AI 연구개발을 지원하고 있다.

이곳은 컴퓨팅 연산능력 88.5PF(페타플롭스), 저장 용량 107PB(페타바이트) 규모의 인프라를 갖춘 글로벌 상위권 수준의 초고사양 데이터센터라고 할 수 있다. 이에 광주에 위치한 데이터센터를 직접 둘러봤다.

전남 광주시에 위치한 국가 AI 데이터센터의 전경이다. 필로티 구조로 되어 있어 건물의 지상 1층 일부가 비어있는 것이 특징이다.

건물의 로비에는 스피드 게이트를 설치해 출입이 허가된 인원은 빠르게 시설 내부로 입장할 수 있다. AI를 활용한 안면 인식 장비를 출입 통제 장치와 연동해 카드 인식 뿐만 아니라 안면 인식으로 데이터센터 입장이 가능하다.

보안실은 데이터센터 출입을 위한 통제 절차를 진행하는 곳이다. 허가받은 인원의 정보를 수집하고 출입증을 교부하는 업무를 담당한다.

AI 데이터센터는 전력에 아주 민감한 곳이다. 그래서 데이터센터의 전원을 공급하는 주요 기반 시설들이 잘 갖춰져 있다. 위의 첫번째 사진은 변전소에서 받은 전기를 배전하는 수배전실이며, 두번째 사진은 UPS(무정전전원장치)가 배치된 UPS실이다.

현재는 수원 변전소로부터 일반 선로를 통해 전기를 받고 있으며, 첨단 변전소가 준공되어 한국전력 전용 선로를 통해 첨단 변전소의 전기를 받게 되는 시기부터는, 첨단 발전소를 주전원으로 수원 변전소를 예비전원으로 활용하게 된다.

수전 용량은 6메가와트다. 6메가와트는 서울시에 거주하고 있는 약 1만 9천 가구가 한 달 동안 사용하는 전력량에 해당하며, 이는 제주도민 전체가 1년간 가정에서 사용하는 전력량의 약 5%에 달한다. UPS실은 완전 무정전 실현을 위해 총 용량 5천kw의 ups를 운영하고 있으며, 예비 장비도 마련되어 있다. 

혹시나 발생할 비상 상황에 대비하기 위해 이곳에는 배터리실과 비상 발전기실이 마련되어 있다. 발전기실에는 비상 전원을 공급하는 대당 2천kw급 비상 발전기 4개가 있다. 건물 전체 용량이 6천kw인 만큼 3대로도 충분히 커버할 수 있으며, 1대는 예비 시설이다.

정전 상황이 발생하고 발전기가 투입되기까지 약 10초 정도가 걸리며, 그 사이에 배터리실에서 전기를 유지시킨다. 배터리실의 전력만으로도 20분 가량을 유지시킬 수 있다고 한다. 그리고 비상 발전기는 4만2천리터의 경유 탱크가 있어 추가 급유 없이 27시간동안 전원을 공급할 수 있다. 인근 주유소와 협의도 되어 있어 즉시 급유도 가능하다.

2층에 위치한 종합운영실은 데이터센터 기반 시설에 대한 주요 정보를 한눈에 파악할 수 있는 곳이다. 설비 관리, 건물 에너지 관리 등에 필요한 사항들을 24시간 실시간 모니터링하고 있다.

AI 데이터센터의 핵심인 전산실이다. 전산실은 1실과 2실로 나뉘어 있다. 1전산실은 120개, 2전산실은 140개의 랙이 있고, 이곳에는 엔비디아의 H100을 비롯해 다양한 GPU로 구성되어 있다. 

GPU는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 CPU와 달리, 수천에서 수만 개의 코어로 병렬 연산을 수행함으로써 CPU보다 단순한 작업을 동시에 대량 처리할 수 있다. 그러다 보니 GPU는 CPU 기반의 일반적인 서버 장비보다 전력 사용량과 발열량이 높다. 

실제로 들어가본 전산실 내부에서 나오는 열기는 엄청났다. 특히 엔비디아 H100이 다수 설치된 곳에서는 엄청난 고주파음이 크게 들렸다. 하지만 밖에 나오니 소리가 전혀 들리지 않아, 차폐가 잘 되고 있음을 확인할 수 있었다.

전력 사용량과 발열량이 높은 GPU를 수용하기 위해 전산실에 효율적인 냉방 시스템을 도입했다. 전산실 양쪽에 월타입 쿨링 유닛을 설치해 양방향에서 찬 공기를 동시에 공급할 수 있도록 구성했다. 또 차폐 환경에서 더운 공기와 차가운 공기가 섞이지 않도록 해 사용되는 에너지를 최소화하고 있다.

위의 전산실에서 처리된 데이터는 MMR실을 통해 여러 사업자와 엔드 유저가 네트워크로 만나게 된다. 더불어 망중립이 되어 있어 여러 사업자들을 엔드 유저가 선택할 수 있도록 했다.

옥상에는 냉동기가 설치되어 있다. 냉동기 한 대당 약 1천kw 정도의 냉방 용량을 지니고 있으며, 일체형 프리쿨링 공랭 방식이다. 외기 온도가 5도 이하로 내려가면 이 기능을 활용해 에너지를 절감할 수도 있다.

박상범 기자  ytterbia@gamevu.co.kr

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