[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 현대인들이 일, 여가, 오락 활동에서 늘 사용하는 클라우드 서비스, 화상 미팅 및 전화 통화, 영상 스트리밍 서비스, 오라인 게임 등 오라인 활동을 지원하는 모바일 디바이스와 온라인 서비스는 하루 24시간 막대한 양의 전력 없이 업무 수행이 불가능하다.

오늘날 전 세계에 산재해있는 글로벌 데이터 센터들이 소비하는 전력이 발전・생산돼 디지털 서비스 제공업체로부터 사용자에 의해 소비하는 과정에서 소비되는 전력은 총 소비량의2%, 대기 중 발생하는 온실가스 방출 공해물질은 총 온실가스 배출량의 1%에 이른다고 한다.

여기에 최근 대중 이용자들에게 널리 배포돼 사용되는 챗GTP, 마이크로소프트 코파일럿, 구글 제미니 등 대화령 생성형 인공지능 앱은 지속적인 데이터 입력을 통한 인공지능 모델의 훈련 및 산출 작업 수행에 막대한 양의 전력을 필요로 한다. 

일례로, 올 8월, 아일랜드는 구글의 더블린에 새 데이터 센터 건설 요청을 불허했는데, 작년 한 해 동안 구글 데이터 센터가 이 나라 총 전력량의 21%를 싸버렸을 만큼 에너지 소모적이라는 것이 이유였다.

국제 에너지기구(International Energy Agency, 이하 IEA)에 따르면 불과 1년여 후인 오는 2026년이 되면 전 세계 데이터 센터의 전력 소모량은 현재의 2배로 증가할 것으로 추측된다.

전 세계 데이터 센터의 전력 소모 증가 추세를 거스를 수 없게 된 현재, 이미 사회경제 분야에서 본격화된 디지털화 및 인공지능화 추세를 중단해야 한다는 일각의 경고도 있는 가운데, 일단 1) 전력 소비를 큰 비중을 차지하는 빅 테크 업계가 스스로 전력 수요 충당 및 에너지 효율화에 나서고 2) 신재생에너지 사용을 늘여서 탄소중립 목표치 달성에 기여토록 한다는 게 테크 업계 내의 합의다.

문제는 글로벌 빅 테크 기업들이 고에너지 디지털화에 본격 돌입한 이상 합리적 가격의 효율적이고 안정적인 에너지원 공급을 확보해야 한다는 것.

빅 테크계는 에너지 공급에 있어서뿐만 아니라 기술적 방식으로써 전력 소모량을 감축하는 하드웨어를 고안하는데 한창이다.

가령, 엔디비아(Ndivia)는 이이 AI 특정화된 반도체 설계 단계에서 데이터 처리 업무에 에너지 소모를 최소화하는 기술 투자에 주력하고 있다. 

올봄 열린 엔비디아 GTC 2024 행사에서 미국 AI 반도체 1위 제조업체 엔비디아의 젠슨 황(Jensen Huang) 최고경영자가 선보인 AI 훈련 및 딥러닝 업무용 ‚블랙웰(Blackwell)‘ GPU는 하드웨어 설계 혁신을 통한 에너지 효율화를 시도한다.

최근 특히 유럽에서는 기술적 혁신을 통해서 에너지 소모가 많은 데이터 센터 운용 해법을 제시하려는 테크 스타트업들이 속속 등장하고 있다.

데이터 센터 내부의 서버 냉각을 한층 친환경적이면서 에너지 효율적으로 운용할 수 있도록 지원하는 기술 개발이 한창이다. 

데이터 센터는 가동에 막대한 양의 전력 공급을 필요로 하지만 데이터 센터 가동에서 발생하는 열을 낮추는데도 전력을 필요로 한다. 실제로 과열되는 데이터 센터를 적정 온도로 유지시키는 이른바 ‚데이터 센터 냉각(data center cooling)‘ 시스템은 데이터 센터가 소모하는 총 전력량의 40%가량을 차지한다.

이제까지 데이터 센터 서버 냉각 기술은 찬 공기를 주입해 열을 식히는 공랭 방식(선풍기나 에어컨 방식 포함)과 찬 액체를 가해 냉각시키는 수랭 방식이 주로 쓰였다.

반면,  최근 테크 스타트업들은 서버를 찬 공기나 액체가 아닌 전기 유전체(誘電體)에 보관해 서버를 냉각시키고 데이터 센터에서 발생한 열을 회수해 재활용하는 방안을 모색한다.

가령, 스페인 바르셀로나에 본사를 둔 스타트업 서브머(Submer) 사는 기존 데이터 센터의 전력 소모 비용과 가동 비용을 99%까지 대폭 감축시킬 수 있는 ‚스마트팟(SmartPod)‘ 담금식 냉각 기술을 개발해 미화 5,000 만 달러(우리 돈 약 670억 원)의 투자금 펀딩을 확보했다.

이 업체가 개발한 유전 액체는 PVC 소재 전선, 접촉 열전도재(TIM), 시아노아크릴레이트 성분의 강력 접착제 등 서버 부품에 손상을 주지 않고 데이터 센터 서버를 냉각시키는 소재화학 기술을 응용한다.

네덜란드에서 창업한 스타트업 아스페리타스(Asperitas)가 개발한 담금식 냉각법(immersion cooling)은 데이터 센터 총 전력 소모량을 절반으로 줄이고 서버 간 간격을 좁혀서 보관할 수 있도록해 데이터 센터 내 사용 면적을 종전 보다 3분의 2로 줄일 수 있다고 주장한다.

데이터 센터에서 배출된 뜨거운 냉각수를 버리지 않고 재활용할 수 있다.

그런가 하면 영국의 스타트업 딥그린(Deep Green)은 클라우드 데이터 센터에서 사용하고 배출되는 뜨거운 냉각수를 인근 지역 온수로 공급하는 온수 공급 시스템을 개발했다. 북부 유럽의 노르웨이와 스웨덴에서는 이미 데이터 센터에서 배출된 온수를 양어장용 공급수나 가정용 상수도용 온수로 전환시켜 재활용하고 있다.

일각에서 생성형 인공지능 앱과 소프트웨어의 사용자 증가로 갈수록 높아지는 AI 칩 및 데이터 센터의 수요 트렌드를 개탄하는 목소리도 나온다. 

점점 많은 사용자들이 단순 검색을 위해 구글이나 네이버 같은 검색 엔진 대신 생성형 AI 챗봇 앱을 사용하고 있다. 

문제는 AI 챗봇은 동일한 검색 결과를 생성하기 위해 기존 검색 엔진 보다 30배 많은 전력을 소모한다는 사실이다. 일상 속에서 사용자들이 그토록 전력 소모량이 많은 AI 챗봇을 보편적으로 사용하는 것이 과연 경제적・환경적으로 타당한가에 대한 자성도 있다.

최근인 9월 15일 자 영국 ‚가디언’지의 한 기사에서 2020~2022년 사이 구글, 마이크로소프트, 메타, 애플 등 글로벌 빅 테크 기업 소유의 데이터 센터에서 배출된 실제 온실가스 배출량은 이들 기업들이 공식 보고한 것 보다 662% 더 많은 것으로 드러나 빅 테크 기업과 정부 차원의 에너지 정책 간 균형 및 조정이 필요하다는 지적이다.