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How To / 데이터센터

데이터센터의 에너지 효율을 높이는 6가지 방법

2011.09.16 Daniel P. Dern  |  ITWorld
AC에서 DC로 전환하기
IT 장비들은 DC(직류, Direct Current)로 작동하지만 전력은 AC(교류, Alternating Current)로 공급된다.
 
일반적으로 하나의 UPS는 입력되는 3상 480vAC를 DC로 전환하여 배터리를 충전하고 이를 다시 3상 480vAC로 전환하여 데이터센터로 전송한다. 각 랙 또는 일련의 랙들에 설치된 PDU(전력배분장치-Power Distribution Unit)는 3상 480vAC를 일반적으로 서버나 스토리지 장치 같은 IT 장비에 공급되는 3상 208vAC로 전환한다. 그리고 IT 장비에 내장된 파워 서플라이(Power Supply)는208vAC를 380vDC로 전환한다.
 
전력 시설에서 직접 전력을 공급받는 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 미국 전력연구소(Electric Power Research Institute)의 수석 프로젝트 매니저이자 380vDC 표준을 마련하는 이머지 얼라이언스(EMerge Alliance)의 위원회의 위원장 데이스 시맨스키는 "280vAC 대신에 380vDC(직류의 전압)로 데이터센터를 운영하기 위해 전세계적으로 다양한 시도를 해 왔다"고 밝혔다. 
 
직류 인프라로 옮기는 것에 대해 시맨스키는 "전기 시스템의 3단계 변환 시스템이 필요가 없으며, 변환에서 발생하는 열을 처리하기 위한 냉각 시스템의 부하도 줄어들게 된다"고 설명했다. 
 
그렇다면 비용 절약의 측면에서는 어떨까? 시맨스키는 "우리는 대부분의 시도에서 IT 장비를 운영하는데 사용되는 전력량의 15%가 감소하는 것을 발견했다. 또한 냉각 필요의 감소로 인해 상당한 수준의 비용 절감이 가능했지만, 이를 측정하는 데는 어려움이 따른다“고 밝혔다.
 
또한 DC 인프라가 DC UPS, DC 회로 차단기, DC 연결 케이블 등을 의미하기 때문에 데이터센터들이 기존의 AC 시설을 전환할 가능성이 낮다며, "이는 데이터센터를 확장할 때 새로운 랙을 추가하거나 새로운 데이터센터를 구축하는 것과 같다"고 덧붙였다.
 
에너지 절약 부품으로 교체하기
기존의 전력 및 냉각 시스템에서 일부 부품을 교환하는 것만으로도 전력 소비를 상당히 줄일 수 있다.
 
예를 들어 i/O 데이터센터는 다양한 주파수의 냉각기, 펌프, 냉각 타워, 공기 취급기 등을 사용해 에너지 소비를 줄인다. 최적의 수준에서 장비를 운영하는데 필요한 전력만을 사용함으로써 i/o는 에너지 효율적인 데이터센터를 운영할 수 있다는 것.
 
EPRI의 시맨스키는 "팬이나 모터를 바꾸는 대신에 모터에 VSD를 장착하면 된다. 기존의 단일 속도팬의 속도를 낮출 수 있다. 그리고 VSD를 이용해 팬의 속도를 50%까지 낮춤으로써 사용자는 전력 소비량을 1/8 수준으로 낮출 수 있다"고 설명했다. 하지만 "사용자는 응결이 발생하지 않고 냉각제가 너무 느려져 얼어버리지 않도록 주의해야 한다"고 덧붙였다.
 
심지어 일부 기존의 IT 장비를 이용해 손쉽게 부품을 업그레이드할 수도 있다. 오래된 파워 서플라이를 80PLUS와 에너지스타 인증을 받은 새로운 에너지 효율적인 파워 서플라이로 교체하는 것이 그것이다.
 
시맨스키는 "새로운 파워 서플라이는 효율성에 따라 브론즈, 실버, 골드, 플래티넘 등의 다양한 버전으로 공급된다"며, "오래된 파워 서플라이를 플래티넘 수준의 파워 서플라이로 교체하면 10~15%의 에너지를 절약할 수 있다. 파워 서플라이는 저렴한 부품 중 하나이다"고 강조했다.
 
여우처럼 빈틈없는? 아니면 그냥 제정신이 아닌?
지금까지는 실현 가능하거나 시험 환경에서 시도해 볼 수 있는 것들을 소개했다. 하지만 더 좋은 개선방법이 있다면 그걸 따라야 하지 않을까? 여기 몇몇 비현실적인 아이디어를 소개한다.
 
이들 아이디어에 대한 책임은 모두 필자가 진다. 서버를 터빈 휠(Turbine Wheel)에 넣은 뒤 동축케이블에 엮어 물 속에 넣는건 어떨까? 터빈에 대한 물의 움직임이 전력을 공급하며서 서버를 냉각한다. 
 
(부력 문제를 피함과 동시에) 최대 열 교환을 위해 하드코어 컴퓨터(Hardcore Computer)처럼 서버에 액침 냉각(Liquid-immersion Cooling)방식을 사용하는 건 어떨까? 그리고 철망 스크린(Wire Mesh Screen)으로 서버를 감싸고 거기에서 발생하는 열을 이용해 물속에서 연어, 조개, 틸라피아(Tilapia) 따위를 키우는 것도 좋을 것 같다.
 
위치의 경우, 공기를 이용한 발전 방식을 이용해 공중에 띄워놓은 데이터센터 모듈을 이용해 전력을 생산하면서 공기를 냉각시키는 방법도 있다. (물론 6피트 볼트 커터를 가진 항공기 납치범들에게 손쉬운 목표가 될 가능성은 있다.) 또는 공기보다 가벼운 조정 가능한 하우징(Housing)을 이용하는 방법도 있다.
 
필자는 시스템 통합전문 MCPc, Inc. 의 솔루션 컨설턴트 III(Solution Consultant III)에 근무하는 페리 R. 스자르카의 제안이 가장 마음에 든다. 스자르카는 "소형양조장과 데이터센터의 조합은 어떨까? 데이터센터 냉각의 과정에서 맥주의 증류 및 발효가 가능하다. 소형 양조장 입장에서는 시스템을 감싼 투명한 유리관을 통해 움직이는 맥주를 투명한 창을 통해 사람들에게 보여주면서 홍보 효과도 누릴 수 있다“고 제안했다. 개인적으로 데이터센터 관리자들 중에서 페리가 제안한 이 아이디어가 궁극적인 데이터센터 액체 냉각(Liquid Cooling) 방식이라고 생각한다.  editor@itworld.co.kr
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