고온 초전도체가 데이터센터의 전력에 혁신을 가져올 수 있을까

마이크로소프트(MSFT), AI 시대 데이터센터 전력 효율 혁신 이끈다 인공지능(AI)과 데이터 집약적 컴퓨팅 수요가 급증하면서 효율적이고 안정적인 전력 공급의 중요성이 그 어느 때보다 커지고 있습니다. 이러한 흐름 속에서 마이크로소프트는 에너지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 고온 초전도체(HTS) 기술을 데이터센터에 적용하기 위한 연구를 진행하고 있습니다. HTS는 전력 손실을 줄여 에너지 효율을 높이는 게임 체인저로 주목받고 있습니다. 마이크로소프트는 HTS 기술을 통해 데이터센터의 증가하는 전력 수요를 어떻게 충족시키고 운영 지속 가능성을 향상시킬 수 있을지 탐구하고 있습니다. 초전도체는 전기가 저항 없이 흐를 수 있도록 하여 전력 전송 효율을 높이고 용량을 빠르게 증대시킬 수 있는 '손실 없는' 장점을 제공합니다. HTS 기술은 전기가 저항 없이 흐르도록 함으로써 전력 전송 효율을 높이고 용량을 빠르게 증대시킬 수 있습니다. 마이크로소프트는 이 기술이 전력망을 강화하고 데이터센터가 주변 지역사회에 미치는 영향을 줄이는 데 어떻게 기여할 수 있는지 연구하고 있습니다. 초전도체는 대규모 전력을 효율적으로 전달하는 데 필요한 공간을 줄여주기 때문에, 더 깨끗하고 컴팩트한 시스템 구축에 기여할 수 있습니다. 이 기술의 활용은 클라우드를 통한 전력 이동 방식을 변화시키고 AI 및 기타 고부하 워크로드를 지원하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 이를 실현하기 위해 마이크로소프트는 기존의 전력 설계 방식과 데이터센터의 전력 이동 방식을 재고해야 합니다. 초전도 기술 파트너 및 시스템 통합업체와의 협력을 통해 이 첨단 과학을 고객과 지역사회를 돕는 실질적인 솔루션으로 전환하는 것을 목표로 하고 있습니다. 기존 구리 및 알루미늄 전선은 클라우드 인프라 배선 및 전력선에 널리 사용되지만, HTS 케이블은 저항이 전혀 없는 상태로 전기를 전달하여 훨씬 더 뛰어난 성능을 발휘합니다. 또한 HTS 케이블은 크기가 작고 가벼우며, 전기가 흐를 때 열을 발생시키거나 전압 강하를 일으키지 않습니다. 이 기술의 핵심은 HTS 케이블을 초저온 상태로 유지하는 확장 가능하고 고가용성의 냉각 시스템입니다. 구리 전선은 전류가 흐를 때마다 저항을 만나 효율이 떨어지고 열이 발생하며, 이동할 수 있는 전류량에 제한이 있습니다. 반면, 초전도체는 냉각되면 전류가 저항 없이 흐를 수 있는 경로를 만들어 손실과 열 발생을 없애고 전력 이동 거리의 제한을 해소합니다. HTS 기술은 수십 년간 에너지, 운송, 첨단 과학 분야에서 연구되어 왔지만, 최근에서야 경제성과 제조 측면에서 마이크로소프트의 클라우드 규모에 적용 가능한 수준에 이르렀습니다. 데이터센터는 막대한 전력 부하를 집약된 공간에 집중시키기 때문에 HTS 기술로부터 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 기존 전도체는 설비 확장, 추가 피더 설치, 배치 밀도 감소 또는 성장 제한이라는 선택지를 강요했지만, 초전도체는 물리적 공간 확장 없이 전기 밀도를 높여 동일하거나 더 작은 물리적 제약 내에서 AI 시대의 전력 요구 사항을 충족하는 현대적인 시설을 지원합니다. 데이터센터 내부에서는 랙에 직접 더 많은 전력을 공급하여 효율성을 높이면서 고밀도, 고성능 워크로드를 지원할 수 있습니다. HTS 케이블은 구리보다 가볍고 더 먼 거리까지 전류를 전달할 수 있어 랙과 팟 전반의 전력 분배를 더욱 최적화하고 잠재적인 병목 현상을 줄일 수 있습니다. 마이크로소프트는 이러한 새로운 아키텍처에 대한 비전을 OCP 2025 Summit에서 공유했습니다. 실제 적용 사례에서는 HTS가 서버 랙에 직접 전력을 공급할 때 전력 케이블 크기를 10분의 1로 줄이는 잠재력을 이미 입증했으며, 이는 데이터센터 내 전력 분배 방식에 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. HTS 기술은 마이크로소프트의 장기적인 클라우드 계획도 지원합니다. AI 시스템이 성장함에 따라 전력은 여전히 가장 큰 제약 요인으로 남아 있습니다. 초전도체를 활용한 전력 시스템 업데이트를 통해 클라우드 서비스 수요 증가에 맞춰 쉽게 확장할 수 있는 전기 인프라를 구축할 수 있습니다. 이는 미래에 새로운 유형의 데이터센터 시설을 설계하는 것까지 가능하게 할 수 있습니다. 마이크로소프트는 완전히 새로운 전력 인프라 없이도 전기 용량을 동적으로 확장할 수 있는 현대적인 전력 시스템을 필요로 합니다. 차세대 초전도 송전선은 동일한 전압 수준에서 기존 선로보다 10배 높은 용량을 제공합니다. 이는 데이터센터 사이트의 확장 및 상호 연결을 가속화하여 증가하는 글로벌 클라우드 서비스 수요를 충족하기 위한 컴퓨팅 배포를 앞당길 수 있습니다. 초전도체는 데이터센터와 전력망에 근본적인 변화를 가져올 기술이지만, 잠재력을 완전히 발휘하기 위해서는 기존 전력 시스템의 가정과 현재의 전력 전송 및 데이터센터 설계 방식에 대한 재검토가 필요합니다. 초전도체는 발전부터 데이터센터 칩까지 전력 가치 사슬 전반에 걸쳐 전력 이동 방식을 혁신할 수 있는 범주 정의 기술입니다. VEIR은 이러한 놀라운 소재를 활용하는 완전한 전력 공급 솔루션을 구축하여 고객이 에너지 인프라의 중요한 병목 현상을 극복하고, 새로운 데이터센터 용량을 더 빠르게 확보하며, 더 높은 전력 및 컴퓨팅 밀도를 달성할 수 있도록 지원합니다. HTS 시스템은 에너지 손실을 줄이고 전력 공급에 필요한 물리적 공간을 크게 줄입니다. 전력망 관점에서 볼 때, 송전선에서의 전압 강하를 최소화하고 고장 전류 제한 기능을 도입하여 데이터센터와 같은 고수요 시설뿐만 아니라 인근 주택, 학교, 병원, 기업에도 전반적인 전력망 안정성을 향상시킬 잠재력을 가지고 있습니다. 더 중요한 것은 이 기술이 전력 인프라의 물리적, 사회적 발자국을 줄여 지역사회에 미치는 영향을 감소시킨다는 점입니다. 또한, 전력 공급 확장은 일반적으로 발전 용량 증대, 송전 및 변전 시스템 개선을 포함하는 복잡한 노력을 필요로 합니다. 넓은 통로와 더 무겁고 눈에 잘 띄는 인프라(높은 송전선 및 광대한 변전소)에 의존하는 기존 전력선과 달리, HTS는 더 작고 조용하며 훨씬 덜 침해적인 시스템을 지원합니다. HTS 송전선은 기존 시스템과 동일한 양의 전력을 더 낮은 전압으로 전송할 수 있어, 이격 거리와 필요한 사용권을 줄여줍니다. 이는 공간 활용도를 높여 건설 영향을 줄이고, 건설 기간을 단축하며, 주변 지역사회에 대한 압력을 완화합니다. 마이크로소프트는 실내외 첨단 전력 기술인 초전도체의 적용을 가속화하여 실제 데이터센터 인프라 시스템의 더 빠르고 효과적인 배포를 위해 노력하고 있습니다. 홀로코어 광섬유 및 마이크로유체와 같은 네트워킹 및 냉각 기술의 혁신과 함께, 고온 초전도체는 데이터센터의 전력, 네트워크, 열 혁신의 전략적 삼각 편대를 완성합니다. 사용자는 전력선을 직접 보지 못할 수 있지만, HTS 기술은 전력, 용량, AI 인프라를 효율적이고 탄력적이며 미래에 대비할 수 있도록 백그라운드에서 작동하여 고객이 가장 중요한 클라우드 인프라 워크로드 구축 및 실행에 집중할 수 있도록 할 것입니다. HTS는 데이터센터의 미래를 형성하는 여러 신기술 중 하나입니다. 클라우드가 계속 성장함에 따라 첨단 냉각 시스템부터 더 깨끗한 전력 솔루션에 이르기까지 수많은 혁신이 더 빠르고 스마트하며 지속 가능한 시설 구축을 돕고 있습니다.