차세대 데이터센터라면 반드시 고려해야 할 5가지

오늘날의 데이터센터들은 예전보다 물리적 공간은 적게 차지하면서, 더 우수한 프로세스 성능을 보여주고 있다. 그러나 지나친 성능 향상은 오히려 차세대 데이터센터 설계를 난해하게 만드는 주요 원인으로도 작용하고 있다.
 
데이터센터 내 장비들을 통합함으로써 물리적 공간 사용을 최소화할 수 있었지만, 이에 따른 장비 수의 증가로 인한 전력 및 냉각 기능 상의 부작용을 양산해 내기도 했다. 10년 전 데이터센터들은 평방피트 당 30~50와트 정도의 전력을 소비했다. 그러나 데이터센터 다이내믹스(Datacenter Dynamics)의 조사에 의하면, 오늘날의 데이터센터들이 소모하는 전력량은 이를 훨씬 초과하여, 평방피트당 150~225와트에 육박하는 것으로 드러났다.
 
컨설팅 회사인 비즈니스 테크놀로지 파트너스(Business Technology Partners Inc.)의 회장 조슈아 애런(Joshua Aaron)은 “이 수치도 갈수록 증가하고 있는 상태이다. 블레이드 서버와 가상화 기술은 데이터센터의 처리 능력을 급격하게 향상시키는데 지대한 공을 세웠지만, 그만큼 더 많은 전력을 사용하게 만들고 있다”고 지적했다.
 
데이터센터는 엄청난 양의 전기를 소모함과 동시에 상당한 수준의 냉각 기능까지 요구하는 태생적인 특징을 가지고 있어, 항상 효율적인 에너지 사용을 고려한 설계가 필수적이다. 자원을 재활용하고, 냉각 효율을 극대화하기 위해 이중 바닥을 이용하며, 대체 에너지 자원을 활용하는 등과 같은 노력을 지속적으로 개발해야 하는 것이다.
 
뿐만 아니라 안정적인 UPS(Uninterruptible Power Supply) 공급이 필수적이기 때문에, 데이터센터 설계자들은 다양한 변수와 부작용을 고려해야 하는 상황에 직면해 있다.
 
데이터센터 공급업체인 듀폰트 파브로스 테크놀로지(DuPont Fabros Technology Inc.) 전략 및 사업 개발 부문 수석 부회장 제프 먼로우(Jeff Monroe)는 “결국 우리가 추구해야 할 궁극적인 목표는 주어진 공간 내에서 전력 효율을 극대화하고, 수명 주기 비용을 최소화하는 동시에 신뢰도는 잃지 않는 그런 데이터센터를 구축하고 또 운영하는 것”이라고 말했다.
 
차세대 데이터센터를 지을 예정이라면, 항상 회사가 필요로 하는 것이 무엇인지 주시하고, 또 이를 즉각 반영할 수 있는 유연성을 가질 필요가 있다. 이제 데이터센터를 새로 구축하는 데 있어서 반드시 고려해야 하는 사항을 살펴보자.
 
1. 최대의 효율을 내기 위한 계획을 수립하라
장비들은 반드시 효율적인 운영, 유지 보수가 가능하도록 배치해야 한다. 먼로우는 “공간 계획을 수립할 때는, 공간 대비 전력 효율을 극대화시킬 수 있는 배치 방법을 모색하는 것과 동시에 작업 중 발생하는 열의 순환과 배출을 최적화할 수 있는 방법도 함께 생각해야 한다”고 강조했다.
 
전력 효율을 높여주는 요소로는 이중 바닥, 효율적인 냉각 기능, 열 순환 구조 구현 등이 있다.
 
호스팅 서비스 업체인 랙스페이스 호스팅(Rackspace Hosting)은 새로 구축하는 데이터센터를 이중 바닥으로 설계했다. 바닥 밑의 차가운 공기가 건물을 원활히 순환하도록 하고, 또 작업 중 발생하는 뜨거운 공기가 상승, 천장을 통해 밖으로 자연스레 배출되도록 만들기 위해서다. 기존의 냉방 방식은 더 큰 환풍기와 물 펌프를 사용해야 했기 때문에 더 많은 전력을 소모하는 단점을 가지고 있었다. 랙스페이스 부회장 트로이 토우맨(Troy Toman)은 “이중 바닥을 이용한 냉방 방식을 사용함으로써, 새로운 데이터센터의 전력 효율이 기존의 데이터센터들에 비해 10%~15% 정도 향상될 것으로 기대되고 있다”고 밝혔다.
 
데이터센터를 기반으로 하는 서비스 업체들은 맞춤형 설계 기법을 이용해 최신 기술과 사용자들의 변화하는 요구 사항들을 최대한 소화해 내려 노력하고 있다. 랙스페이스는 현재 전 세계적으로 8개의 데이터센터를 운영하고 있고, 올 해 6만 5,000평방피트 규모의 데이터센터를 런던에 추가로 구축할 예정이다.
 
토우맨은 “랙스페이스는 실시간 설계 모드를 적용하기 위해 노력하고 있다”고 강조했다. 런던에 구축 중인 데이터센터도 1차로 2만 평방피트 정도만 설계, 운용할 예정인데, 토우맨은 “내년쯤 되어 현재 규모 이상의 공간이 필요할 때, 비로소 기존의 설계를 재점검해보고, 더 향상된 설계 방안이 있다면 적극적으로 추가해 필요한 만큼 설비를 증축할 예정”이라고 설명했다.
 
토우맨은 “항상 최신 기술에 대해 유연한 태도를 유지해야 한다”며, “앞으로 2~30년간 사용할 수 있는 데이터센터를 구축해야 한다는 것을 잊지 말아야 한다”고 덧붙였다.
 
랙스페이스는 장벽, 패널, 그리고 커튼처럼 생긴 분리막 등을 이용해 서버로부터 유출된 뜨거운 공기가 차가운 공기와 섞이지 않도록 만들 계획이다. 더불어 온도를 더 효과적으로 통제하기 위한 방법으로 센서를 사용할 계획인데, 센서를 통해 서버 밀집 구역이 케이블 밀집 구역보다 더 시원하게 유지되는지 항상 모니터링한다는 것이다.
 
2. 전력 효율과 냉각 기능을 고려해 설계하라
차세대 데이터센터는 전력을 절감할 수 있는 기술을 활용할 수 있어야 한다. DC 전력은 이를 위해 고려해 볼 수 있는 방법 중 하나.
 
DC는 기존의 AC 전력을 대체할 수 있는 효율적인 전력이지만, 몇 가지 한계점 때문에 널리 활용되지 못하고 있다. 무엇보다도 DC 전력은 AC 전력에 비해 잠재적 위험성이 더 크다. 전력의 수요에 따라 전압이 변화하는 것이 아니라, 지속적으로 높은 전압을 유지하기 때문이다. 더불어 비용 문제도 있다. 모든 전력회사가 DC 전력을 제공하는 것이 아니기 때문에 DC 전력 정류기가 필수적인데, DC 전력 정류기가 상당히 고가인 것이다. IDC의 애런은 “그러나 시간이 지날수록 가격은 내릴 것으로 보인다”고 말했다.
 
3. 환경 친화적인 방법을 고안하라
데이터센터 설계자들은 흔히 백업 전력 공급장치로 플라이휠(flywheel)을 사용할 지, 아니면 배터리(battery)를 사용할 지 고민하곤 한다. 토우맨은 “플라이휠은 일단 훨씬 환경 친화적이다. 더불어 계속 교환해 주어야 하는 배터리와는 달리 추가 비용이 거의 없기 때문에 투자 회수율도 뛰어난 편”이라고 설명했다. 한 가지 단점은 공급할 수 있는 전력의 한도가 1분을 채 넘기지 못한다는 것이다.
 
토우맨은 “만약 설계한 대로 데이터센터 시스템이 작동한다면, 1분 이내로 충분히 발전기를 돌려 설비에 전력을 다시 공급할 수 있다. 하지만 지난 사례들을 살펴보면, 예상을 뒤엎는 경우도 드물지만 발생하곤 했다. 주어진 시간 내에 전력을 다시 공급하지 못하면, 백업 컴퓨터는 못쓰게 된다”고 설명했다. 토우맨은 기술이 어느 정도 진보하면, 플라이휠의 효용성에 대해 재평가할 수 있을 것이라고 덧붙였다.
 
4. 재생 가능한 전력 공급원을 찾아보라
전문가들은 차세대 데이터센터를 운용하는데 사용할만한 태양열, 풍력, 목재 등과 같은 재생 가능한 전력 공급원들을 찾아보라고 조언한다. 랙스페이스의 영국 데이터센터는 목재 조각들을 태워 에너지원으로 사용하고 있다. 샌안토니오에 위치한 랙스페이스의 또 다른 데이터센터는 미국에서도 손꼽히는 지역 풍력 발전 시설로 유명하다.
 
더불어 미래의 데이터센터들은 “2N” 백업 설계를 구축, UPS 시스템 별로 각각 서로 다른 백업 UPS 모듈을 보유할 수 있게 만들 것으로 보인다.
 
5. 균형 잡힌 시각을 유지하라
아무리 좋은 것이라 하더라도 지나치면 해가 되는 법. 공간 사용을 최소화했을 때 얻을 수 있는 이점과 단점, 그리고 저렴한 부지를 찾음으로써 얻을 수 있는 이점과 단점 등을 잘 비교해 봐야 하며, 더불어 전력 비용과 대체 에너지 자원 활용 간의 상관관계에 대해서도 충분히 분석해야 한다.
 
먼로우는 “항상 끝은 없다고 생각한다. 그저 하나의 긴 여정일 뿐이다”라며, “기술 변화에 발맞춰 데이터센터를 발전시킬 수 있는 기회를 꾸준히 모색해 나가야 할 것”이라고 강조했다. ciokr@idg.co.kr