인공지능 기술이 급격히 발전하면서 이제는 연산 속도보다 전력 수급이 데이터센터 확장의 가장 큰 걸림돌이 되고 있습니다. 전 세계적으로 전력 수요가 폭증하는 가운데 에너지 손실을 획기적으로 줄여줄 새로운 반도체 기술이 등장해 업계의 이목을 끌고 있습니다.
AI 데이터센터 전력 소모량이 2035년까지 3배 급증하는 이유
최근 보고서에 따르면 데이터센터의 전력 소비량은 2035년까지 현재의 3배 가까이 늘어날 것으로 전망됩니다. 단순히 전기를 많이 생산하는 것만이 능사가 아니라 생성된 전기를 얼마나 효율적으로 서버에 전달하느냐가 핵심 과제로 떠올랐습니다.
- 2030년까지 데이터센터 전력 수요 175% 증가 예상
- 전 세계 전력 소비 상위 10개국 수준의 에너지 사용량
- 고전력 GPU 가동을 위한 막대한 인프라 부담
전력 인프라가 감당할 수 있는 한계치에 도달하면서 더 이상 물리적인 설비 확장만으로는 AI 연산 수요를 맞추기 어려운 상황에 직면했습니다.
기존 데이터센터의 전력 변환 과정에서 발생하는 20%의 손실
데이터센터 내부에서는 외부 전력망에서 들어온 고전압 전기를 GPU가 사용할 수 있는 저전압으로 낮추는 과정이 수천 번 반복됩니다. 이 과정에서 발생하는 에너지 낭비가 생각보다 심각하더라고요.
- 현재 전력 변환 과정에서 약 15%에서 20%의 에너지가 열로 소실됨
- 전압을 낮추는 단계마다 효율성이 떨어지는 구조적 문제
- 소실된 에너지는 결국 냉각 비용 증가로 이어지는 악순환
기존 방식은 각 부품을 개별적으로 연결하다 보니 단계별로 누수되는 전력이 많았습니다. 이를 통합적으로 관리하지 않으면 데이터센터 운영 효율은 계속 떨어질 수밖에 없습니다.
인도 반도체 기업 C2i가 제안하는 그리드 투 GPU 혁신 기술
인도의 스타트업 C2i는 이러한 전력 병목 현상을 해결하기 위해 전력 전달 과정을 단일 시스템으로 통합하는 방식을 개발했습니다. 과거 텍사스 인스트루먼트에서 전력 설계를 담당했던 베테랑들이 모여 만든 이 솔루션은 전력망부터 프로세서까지 한 번에 연결합니다.
- 그리드 투 GPU 시스템으로 전력 변환 단계 최소화
- 시스템 레벨의 전력 관리 플랫폼 구축
- 반도체 패키징과 제어 기술의 통합 설계
이들은 전력 변환과 제어 그리고 패키징을 하나의 플랫폼으로 처리하여 기존의 복잡한 구조를 단순화했습니다. 덕분에 불필요한 저항과 에너지 손실을 줄일 수 있었다고 하네요.
전력 효율 개선으로 데이터센터 운영 비용을 10% 아끼는 방법
C2i의 기술을 적용하면 전체 에너지 손실의 약 10%를 절감할 수 있을 것으로 보입니다. 수치상으로는 작아 보일 수 있지만 대규모 데이터센터 단위로 환산하면 그 경제적 가치는 어마어마합니다.
- 1메가와트 소비당 약 100킬로와트의 전력 절감 효과
- 전력 효율 개선에 따른 냉각 시스템 운영비 감소
- 동일한 전력 자원으로 더 많은 GPU 가동 가능
결과적으로 이는 데이터센터의 전체 소유 비용을 낮추고 수익성을 높이는 결과로 이어집니다. 수십억 달러 규모의 인프라 투자에서 10%의 효율 향상은 운영사 입장에서 엄청난 경쟁력이 됩니다.
글로벌 투자사 Peak XV가 인도 스타트업 생태계에 주목한 배경
세쿼이아 캐피탈에서 분사한 Peak XV 파트너스는 C2i의 잠재력을 보고 대규모 투자를 단행했습니다. 하드웨어 제조보다는 설계 능력에 강점이 있는 인도의 반도체 생태계가 성숙했음을 보여주는 사례이기도 합니다.
- 인도 정부의 설계 연계 인센티브 제도 활용
- 글로벌 칩 설계 인력의 상당수가 인도에 포진한 환경
- 기술적 위험 요소보다 실행력에 중점을 둔 투자 결정
인도의 반도체 시장은 과거 이커머스 시장이 폭발적으로 성장하던 초기 단계와 비슷하다고 평가받습니다. 정부 지원과 우수한 인재가 결합하면서 글로벌 경쟁력을 갖춘 제품이 나오기 시작한 것이죠.
향후 6개월 내 실전 검증을 앞둔 차세대 전력 반도체의 미래
C2i는 올해 4월에서 6월 사이에 첫 번째 실리콘 설계를 제작하여 성능 검증에 들어갈 계획입니다. 이미 글로벌 하이퍼스케일러 기업들이 이 데이터를 검토하기 위해 대기 중이라고 합니다.
- 실전 데이터센터 환경에서의 성능 테스트 예정
- 미국과 대만으로 고객 대응 거점 확대
- 6개월 이내에 기술적 가설의 성패가 갈릴 전망
전력 공급 장치는 데이터센터 인프라 중에서도 가장 보수적이고 진입 장벽이 높은 분야입니다. 하지만 C2i처럼 시스템 전체를 재설계하는 접근 방식이 성공한다면 AI 하드웨어 시장의 판도가 바뀔 수도 있겠더라고요.
AI 전력 병목을 해결할 새로운 표준의 등장
결국 AI 시대의 승자는 얼마나 강력한 칩을 만드느냐뿐만 아니라 그 칩에 전력을 얼마나 효율적으로 공급하느냐에서 결정될 것입니다. 전력 변환 손실을 줄이는 기술은 탄소 배출 저감이라는 환경적 측면에서도 매우 중요한 의미를 지닙니다. 앞으로 나올 실전 검증 결과가 긍정적이라면 우리는 더 적은 에너지로 더 강력한 인공지능을 만날 수 있게 될 것입니다. 데이터센터 운영 효율을 고민하는 기업들에게 C2i의 통합 전력 솔루션은 분명 매력적인 대안이 될 것으로 보입니다.
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