AI 데이터 센터는 도시 전체보다 더 많은 전력을 소비할 수 있습니다

인공지능과 클라우드 컴퓨팅의 에너지 수요가 통제 불가능할 정도로 급증하고 있습니다. 한때 단순히 전력 소모가 적었던 데이터 센터는 이제 규모가 너무 커져서 머지않아 도시 전체, 심지어 미국 여러 주의 전력 소비량을 넘어설 수도 있습니다. 이러한 시설 개발업체들은 인공지능 기술 발전으로 촉발된 폭발적인 수요에 발맞추기 위해 전력과 부지 확보 경쟁을 벌이고 있습니다.

지난 10년간 데이터센터의 전력 수요는 급증했는데, 이는 세계 경제에서 데이터센터의 중요성이 커졌음을 반영합니다. 이러한 시설에는 비즈니스 운영부터 일상적인 앱에 이르기까지 모든 애플리케이션에 필요한 서버가 보관되어 있습니다.

인공지능(AI)의 발전과 함께 이러한 요구 사항을 충족할 부지와 전력을 확보하는 것이 큰 과제가 되었습니다. 개발업체들은 이제 기가와트 규모의 캠퍼스에 대해 이야기하는데, 이는 각각 10억 와트의 전력을 소비합니다. 비교하자면, 이는 피츠버그의 모든 가정이 작년에 사용한 전력량의 약 두 배에 해당합니다.

에너지 경쟁: 더 큰 데이터 센터, 더 큰 문제

텍사스에 본사를 둔 데이터 센터용 토지 및 전력 확보 회사인 란시움의dent 알리 펜은 이를 인공지능 분야에서 "세계적 패권을 놓고 벌이는 일생일대의 경쟁"이라고 표현했습니다. 그녀는 "솔직히 말해서 이는 국가 안보와 경제 안보에 관한 문제"라고 말했습니다

이러한 경쟁으로 인해 기술 기업들은 더 큰 시설을 짓기 위해 수십억 달러를 투자하게 됩니다. 그들은 인공지능 붐을 촉진하는 것보다 자본을 더 효율적으로 사용할 방법이 없다고 생각합니다.

하지만 이러한 급속한 확장은 한계를 시험하고 있습니다. 풍력이나 태양열과 같은 재생 에너지원은 날씨 변동으로 인해 신뢰성이 떨어집니다. 개발업체들은 탄소 배출량 감축 속도를 늦추더라도 천연가스가 그 공백을 메워야 한다는 데 동의합니다.

데이터센터 부지 매입 전문 기업인 덴버 소재 트랙트( Trac)의 최고 에너지 책임자 냇 살스트롬은 데이터센터들이 "기존 전력 인프라의 한계에 다다르고 있다"고 말합니다. 전력망은 현재 데이터센터들이 요구하는 규모를 감당할 수 있도록 설계되지 않았다는 것입니다.

적합한 토지 확보 또한 문제입니다. 대규모 시설을 수용할 수 있는 산업 용지가 줄어들고 있다고 사흘스트롬은 설명합니다. 개발업체들은 데이터 센터 운영의 세계적인 선두주자인 버지니아와 같은 기존 중심지에서 벗어나 새로운 시장을 모색할 수밖에 없습니다. 석탄 및 노후 천연가스 발전소 폐쇄로 전력 수요는 급증하는 반면 공급은 감소하면서 버지니아의 전력망은 신뢰성 문제에 직면해 있습니다.

Trac(Tract)는 미국 전역에 데이터 센터 개발을 위해 23,000에이커가 넘는 부지를 매입했습니다. 여기에는 피닉스 인근의 애리조나주 마리코파 카운티와 리노 인근의 네바다주 스토레이 카운티 부지가 포함됩니다. 최근 Trac는 애리조나주 버카이에 2,100에이커의 부지를 매입하여 미국 최대 규모의 데이터 센터 캠퍼스 중 하나를 건설할 예정입니다. 트랙트는 해당 부지에 최대 1.8기가와트의 전력을 확보하기 위해 노력하고 있으며, 이는 40개의 개별 데이터 센터를 지원하기에 충분한 규모입니다.

연간 1기가와트의 전력을 사용하는 데이터 센터 캠퍼스는 70만 가구 또는 180만 명 규모의 도시가 소비하는 에너지량과 맞먹습니다. CNBC의 분석에 따르면 이러한 시설은 알래스카, 로드아일랜드 또는 버몬트 주보다 더 많은 전력을 1년 동안 소비할 것으로 예상됩니다.

지역사회에 미치는 영향은 무엇일까요?

주요 IT 기업들이 운영하는 평균 데이터센터는 현재 40메가와트의 전력을 소비합니다. 하지만 더 큰 규모의 시설들이 등장하고 있습니다. 보스턴컨설팅그룹에 따르면 250메가와트 이상의 규모를 자랑하는 데이터센터 캠퍼스들이 이미 개발 중에 있습니다.

2030년대에는 500메가와트(약 0.5기가와트)의 전력을 소비하는 데이터 센터 캠퍼스가 흔해질 것입니다. 이러한 시설은 35만 가구가 사용하는 전력량과 맞먹는 규모입니다.

텍사스는 규제가 비교적 완화되어 있고 에너지 자원이 풍부하여 데이터 센터의 주요 거점으로 떠올랐습니다. 개발자들은 이곳의 특정 부지에 맞춰 전력 솔루션을 맞춤 설정할 수 있습니다. 사흘스트롬은 텍사스를 "자체 전력 솔루션을 구축할 수 있는 세계 최고의 실험실"이라고 부릅니다

휴스턴에 본사를 둔 란시움(Lancium)은 2022년 말 암호화폐 채굴에서 인공지능(AI) 인프라 구축으로 사업 방향을 전환했습니다. 현재 란시움은 개발 단계가 각기 다른 5개의 데이터 센터 캠퍼스를 운영하고 있습니다. 그중 텍사스주 아빌린에 위치한 데이터 센터는 2025년 초 250메가와트 규모로 개장하여 2026년까지 1.2기가와트 규모로 확장될 예정입니다.

에너지 수요가 증가함에 따라 개발업체들은 인근 지역 사회에 미칠 수 있는 잠재적인 문제들을 해결해야 합니다. 여기에는 전기 요금 인상을 막고 전력망의 안정성을 유지하는 것이 포함됩니다. 펜은 "지역 전력 공급에 차질을 빚는 새로운 시설에 대해서는 아무도 승인을 해주지 않을 것"이라고 말했습니다. 개발업체들은 이러한 문제를 방지하기 위해 데이터 센터와 새로운 발전 시설을 연계하고 있습니다.

재생에너지, 원자력, 그리고 에너지의 미래

개발자들이 재생에너지를 선호하긴 하지만, 태양광과 풍력만으로는 수요를 충족할 수 없다는 것은 분명합니다. 날씨에 대한 의존도가 높기 때문에 데이터 센터에 의존하는 금융 거래소와 같은 중요 운영에는 이러한 에너지원이 신뢰할 수 없습니다.

에퀴닉스처럼 중요한 워크로드를 호스팅하는 시설에서는 장애가 절대 용납될 수 없습니다. 에퀴닉스 데이터센터 서비스 총괄 책임자인 존 린은 자사 시설이 99% 이상 가동률을 유지하고 있다고 밝혔습니다.

신뢰성 문제를 해결하기 위해 주요 기업들이 원자력 발전을 검토하고 있습니다. 마이크로소프트는 펜실베이니아주 스리마일 아일랜드 원자력 발전소 재가동을 지원하고 있으며, 아마존과 구글은 소형 원자로에 투자하고 있습니다.

하지만 원자력 에너지에도 나름의 어려움이 있습니다. 조지아의 신규 원자로 건설은 수년간 지연되었고 예산도 수십억 달러나 초과되었습니다. 현재로서는 천연가스가 데이터 센터의 주요 에너지원으로 남아 있습니다.

란시움의 펜은 가스 발전 투자에는 환경 영향을 상쇄하기 위한 탄소 포집 및 배터리 저장 기술이 포함될 수 있다고 말합니다. 장기적으로 재생 에너지 확대, 배터리 비용 절감, 인공지능을 활용한 효율성 향상은 가스 의존도를 낮출 수 있습니다.

하지만 현재로서는 데이터 센터의 급속한 성장이 배출량 감축 목표 달성을 어렵게 만들고 있습니다. 펜은 "이것이 환경 목표에 악영향을 미치도록 내버려 둘 수는 없습니다." 라고 경고합니다.

개발자들은 이러한 시설들이 에너지 시장을 교란하고 전력망에 부담을 주더라도 경제에 필수적이라고 주장합니다. 향후 데이터 센터 규모가 최대 5기가와트에 달할 것으로 예상되는 가운데, 데이터 센터는 에너지 소비에서 가장 중요한 요소 중 하나로 빠르게 부상하고 있습니다. 혁신을 통해서든 화석 연료를 통해서든, 인공지능(AI)에 필요한 에너지를 확보하기 위한 경쟁은 세계 에너지 지형을 끊임없이 변화시키고 있습니다.