AI 반도체 열폭주 시대…데이터센터 식히는 '2상 냉각' 뜬다 작성일 11-28 36 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">증발·응축 활용 '2상 냉각', 고열밀도 AI 서버의 해법으로 부상</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="2hUqwxFYgT"> <p contents-hash="99f77f9017e6209f817340204ecbd44b243c22545c14b12eeab8cc46c82aca05" dmcf-pid="VluBrM3Gcv" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=전화평 기자)AI 반도체의 성능 경쟁이 뜨거워지면서 데이터센터의 가장 큰 문제로 ‘열’이 부상했다. 기존 공랭식(공기냉각)은 이미 수년 전 한계에 도달했고, 수랭식(액체냉각) 역시 전력밀도 증가 속도를 따라잡지 못하고 있다. GPU·HBM 탑재 AI 칩의 발열량이 폭증하면서 냉각 방식의 전환이 데이터센터 업계의 핵심 과제로 떠오른 것이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3fa2a7996ff2c945480af601938ae435d200f5a991d5e35d59cd724e4de17d23" dmcf-pid="fS7bmR0HoS" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="문강석 LG전자 책임연구원이 '전자기기 및 데이터센터 첨단 방열 기술 집중 교육’에서 강연하고 있다.(사진=전화평 기자)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/ZDNetKorea/20251128171113775buzu.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="K4mC45EoaW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/ZDNetKorea/20251128171113775buzu.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 문강석 LG전자 책임연구원이 '전자기기 및 데이터센터 첨단 방열 기술 집중 교육’에서 강연하고 있다.(사진=전화평 기자) </figcaption> </figure> <p contents-hash="d743cc43888284dec74851084f70eeffff2fc301d4fb2143c77866871abf139e" dmcf-pid="4vzKsepXgl" dmcf-ptype="general">28일 여의도 FKI타워컨퍼런스홀에서 열린 ‘전자기기 및 데이터센터 첨단 방열 기술 집중 교육’에서는 이 같은 문제에 대한 해답으로 ‘2상 냉각’ 기술이 제안됐다.</p> <p contents-hash="ddc5dda542e8c3176ec8e1714a7b79070c392a8af988f193ed2d44a272511263" dmcf-pid="8w53NVGhNh" dmcf-ptype="general"><span>문강석 LG전자 책임연구원은 “AI 칩의 발열 특성상 기존 냉각 구조만으로는 앞으로 2~3년 내에도 대응이 쉽지 않다”며 “칩 단위에서 열을 직접 제어하는 방식이 필요하다”고 지적했다.</span></p> <p contents-hash="3f61315335b5854b5bf1685fe5a965815a653d59ea95b04ab0470b3c6553f516" dmcf-pid="6r10jfHlgC" dmcf-ptype="general"><strong>증발·응축 활용하는 2상 냉각… 소켓당 2kW, 랙당 100kW 대응</strong></p> <p contents-hash="d2736ffc462a67251327d30f05cda6050655f36a4242ad0b66159521df66cdec" dmcf-pid="PmtpA4XSkI" dmcf-ptype="general">2상 냉각은 냉매가 칩 표면에서 끓어 증발하고, 다시 응축돼 순환하는 구조로 동작한다. 액체와 기체가 오가는 과정에서 잠열을 활용하기 때문에 1상 액체 냉각(물 기반)보다 월등한 열 제거 성능을 낸다.</p> <p contents-hash="f050a9e557fb478be679c2da4719548a3fc08ef57212e836e505b8e695d7cbe4" dmcf-pid="QsFUc8ZvaO" dmcf-ptype="general">문 연구원은 “비전도성 냉각액이 콜드플레이트로 들어가 칩에서 증발한 뒤 응축기를 거쳐 다시 순환하는 구조”라며 “이 방식으로 소켓당 2~2.5kW, 렉당 100kW까지 대응 가능하다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="0bacd3e6686de248bb9a534b413de42552fc652ad8b889f0ef03a7c8918ac514" dmcf-pid="xO3uk65Tcs" dmcf-ptype="general">이는 최근 AI 서버 밀도 증가와 함께 업계가 직면한 냉각 한계를 정면으로 넘어서는 수준이다.</p> <p contents-hash="1a0593d473a143d07856ae957ce2e5e8959f627d772898a2053d5ee73eefe3bc" dmcf-pid="y2ac7SnQkm" dmcf-ptype="general">특히 2상 액침냉각은 서버 전체를 비전도성 유체에 담가 열을 제거하는 구조로, PUE(전력효율지수)를 크게 낮출 수 있다. 미국, 유럽 등 글로벌 데이터센터 기업들이 공격적으로 검토하는 기술이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d7cf759208443147f81d77a306479171c5d63ae348b8ab1e483d07f4586f3e17" dmcf-pid="WVNkzvLxkr" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="LG전자 AI데이터센터용 CDU.(사진=LG전자)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/ZDNetKorea/20251128171114030tcvf.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="9k6MYAV7ay" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/ZDNetKorea/20251128171114030tcvf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> LG전자 AI데이터센터용 CDU.(사진=LG전자) </figcaption> </figure> <p contents-hash="38a8213ec9ea04164518e183e87c428c4fe7f52360af7cd6d03f6e5174915db6" dmcf-pid="YfjEqToMAw" dmcf-ptype="general"><strong>공랭·1상 수랭의 구조적 한계… “이미 정점을 지나고 있다”</strong></p> <p contents-hash="b156b6909cafbea14c1767ccd46876990a16d3f57843d40dcf7147221aba0775" dmcf-pid="G4ADBygRkD" dmcf-ptype="general">기존 냉각 방식의 물리적 한계도 자세히 언급됐다. 팬 기반 공랭은 소음·부피·전력 소모 증가로 운영 비용 급증하고 있으며, 히트파이프는 중력·자세·길이 제약으로 고열밀도 칩 대응이 어렵다.</p> <p contents-hash="9cbc52bd1669c760af4ec16eaa9910bc3c86656bd04719edee7cc8d92785e1e7" dmcf-pid="H8cwbWaeNE" dmcf-ptype="general"><span>1상(단상) 수랭식의 경우 물리적 구조 자체에 근본적 한계를 갖는다. 이 방식은 물이 상태 변화 없이 온도를 올려가며 열을 흡수하는 구조라 냉매의 비열·열전도도 같은 물성 한계에 부딪힐 수밖에 없다. 채널을 더 좁게 만들거나 유량을 늘려도 압력손실만 커지고 펌프 전력 소모가 급증해 효율이 거의 올라가지 않는 ‘정체 구간’에 도달한다.</span></p> <p contents-hash="e57a73fa64e8f51d8e125805074a9d5d21744bc252c6a2b4f21334c27d2d5dfc" dmcf-pid="X6krKYNdNk" dmcf-ptype="general"><span>문 연구원은 “현재 데이터센터의 대부분이 단상 액체 냉각을 쓰지만 AI 칩 발열량을 고려하면 한계가 빠르게 오고 있다”며 “2상 냉각 없이 열을 안정적으로 제거하려면 전체 시스템 비용이 폭증할 것”이라고 말했다.</span></p> <p contents-hash="d0378cdd8beba43e94c304436608544720037cf7410caadc5f34fc74be99a3d5" dmcf-pid="ZPEm9GjJac" dmcf-ptype="general"><strong>AI 칩 발열은 더 뜨거워진다… 2상 냉각은 ‘미래형’이 아닌 ‘필연’</strong></p> <p contents-hash="535d4c26ab4df8e15dce4881f35f6ebd234f03caf808ee80c1a4ccb028fd6541" dmcf-pid="5QDs2HAioA" dmcf-ptype="general">AI 반도체는 앞으로 더 높은 열설계전력(TDP)을 요구할 것이 확실시된다. GPU·HBM 통합 구조, 고대역 패키지, 미세공정 전환은 곧 더 높은 열밀도로 이어지는 것이다. 이에 칩 제조사와 서버 OEM, 데이터센터 사업자 등은 냉각 기술을 단순 선택지가 아닌 성능·전력·비용을 좌우하는 핵심 인프라로 보고 있다.</p> <p contents-hash="367916883b88fb07c4c7a7422d34a499c52ec5678521b3145abb1c6abdf2f80d" dmcf-pid="1xwOVXcnkj" dmcf-ptype="general"><span>문 연구원은 “AI 서버의 발열은 앞으로 더 올라갈 수밖에 없다”며 “지금 속도라면 기존 냉각으로는 감당이 어렵다. 결국 2상 냉각이 데이터센터에서 표준으로 자리 잡게 될 것”이라고 밝혔다.</span></p> <p contents-hash="43ebf06e2227cb53b27a86a0b972fb16ca2767b6712f2421d1be10e129d4a67b" dmcf-pid="tMrIfZkLcN" dmcf-ptype="general">전화평 기자(peace201@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 업비트 해킹 자금, 이더리움 익명화…거미줄 같은 ‘자금 세탁’ 11-28 다음 SK하이닉스, 범용 D램 생산량 확대 ‘총력’… 남는 공간 쥐어짠다 11-28 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
