이상기온으로 올 여름도 더욱 더울 것 같은데요, 서버실은 더 덥습니다. 요즘 효율적인 서버관리를 위해 효과적인 냉각방식을 고민중인데요, 최근에 인기를 끌고 있는 액침냉각에 대해서 알아볼까요?
액칭냉각? 액체냉각? 액침냉각!
액침냉각(Liquid Immersion Cooling)은 IT 장비를 비전도성 액체에 완전히 담그는 냉각 방식입니다.
기존의 공기냉각 방식과 달리, 액침냉각은 열전도율이 높은 액체(일반적으로 불활성 유체나 물)를 사용하여 IT 장비에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 제거할 수 있습니다.
액침냉각 액체 종류
불활성 유기 합성 액체
- 3M의 플루오르계 네버웻(Novec) 시리즈
- 낮은 전도성, 비가연성, 낮은 점도 등의 장점
- 가장 널리 사용되는 액침냉각 액체
미네랄 오일
- 파라핀 계열의 합성 오일
- 전도성이 낮고 열전달 성능이 우수함
- 상대적으로 저렴한 비용
탈이온수(초순수)
- 전도성이 낮은 순수한 물
- 부식 방지와 전기 절연을 위해 정화 과정을 거침
- 3M, 마이크로소프트 등에서 사용
전도성 액체
- GRC의 ElectroSafe 등
- 전기전도도가 있어 누전 위험이 낮음
- 높은 열전달 성능을 가짐
이 외에도 일부 기업에서는 프로필렌 글리콜, 실리콘 오일 등 맞춤형 합성액체를 사용하기도 합니다.
액체 선택 시에는 전도성, 가연성, 열전달 성능, 환경 영향 등을 종합적으로 고려해야 합니다.
액침냉각의 주요 장점
액침냉각의 주요 장점을 좀 더 구체적으로 설명드리겠습니다.
냉각 효율성 향상
- 물이나 불활성 유체의 열전도율이 공기보다 수천 배 높아 훨씬 효과적으로 열을 제거
- 공기 냉각 시스템 대비 35~95% 더 나은 열 제거 성능
- 고성능 프로세서 등 고열 발생 장치에 적합
전력 소비 절감
- 공기 순환을 위한 많은 팬과 에어컨이 필요 없어 전력 35% 이상 절감 가능
- 마이크로소프트 사례: 액침냉각으로 연간 1.5만 달러 전력비 절감
공간 효율성 증대
- 공기 통로가 필요 없어 장비 밀집도를 크게 높일 수 있음
- 일반 데이터센터 대비 공간 활용도 2~4배 향상 가능
낮은 소음 수준
- 팬 사용이 거의 없어 소음 수준이 매우 낮아짐
- 소음 수준이 10~20dB 수준으로 낮아짐
친환경성
- 공기 대신 물 사용해 온실가스 배출 감소
- 폐열 회수 시스템과 연계하면 에너지 재활용도 가능
이렇듯 액침냉각은 고성능 고밀집 IT 환경에서 에너지/공간 효율성과 친환경성 측면에서 큰 이점을 제공합니다.
액침냉각의 주요 단점
액침냉각 기술의 주요 단점은 다음과 같습니다.
높은 초기 투자 비용
- 액침냉각 탱크, 비전도성 액체, 보조 장치 등의 인프라 구축 비용이 높음
- 일반 공기냉각 시스템 대비 초기 비용이 2~3배 높은 편
전기 누전 위험
- IT 장비가 액체에 잠겨있어 누전 위험이 존재
- 특수 설계된 방수 기능의 장비만 사용 가능해 제품 선택권 제한
액체 교체 유지보수 필요
- 열전달 액체는 일정 주기 교체해야 함
- 교체 및 정기 점검 등 유지보수 비용 추가 발생
더러워지거나 부식 위험
- 오랜 사용 시 액체에 오염물질 축적 가능성
- 일부 액체는 금속 부식을 유발할 수 있음
화재 안전 위험 존재
- 일부 액체는 가연성으로 화재 위험 존재
- 별도의 소방 대책 필요
이처럼 액침냉각은 높은 효율과 친환경성의 장점이 있지만, 초기 투자비, 유지보수 비용, 안전성 확보 등의 단점도 무시할 수 없습니다. 이를 개선하기 위한 지속적인 기술 발전이 필요한 상황입니다.
액침냉각 관련회사
액침냉각 시스템과 관련 냉각액을 개발/공급하는 주요 기업들은 다음과 같습니다:
3M
- 플루오르계 불활성 액체인 '네버웻(Novec)' 제품군 공급
- 낮은 전도성, 비가연성, 낮은 점도 등의 특징
allied control
- 3M의 네버웻 액체를 사용한 액침냉각 시스템 제조
- OCP(Open Compute Project) 인증 제품 보유
GRC (Green Revolution Cooling)
- 전도성 액체인 'ElectroSafe' 개발
- 무독성이며 높은 열전도율을 자랑함
Submer
- SmartCoolant와 ImmersionOil 등 액침냉각액 공급
- 고체 입자가 없는 맞춤형 유체 설계 가능
Asetek
- Asetek의 비전도성 불소유체 사용
- 데이터센터와 HPC 시스템 액침냉각 솔루션 제공
LiquiCool
- 비전도성 3M 네버웻 액체 사용
- 엣지 컴퓨팅 및 5G 인프라 액침냉각 솔루션 공급
이외에도 마이크로소프트, 인텔, 아이언웨어 등 IT 기업들도 자체 액침냉각 기술을 개발 중입니다. 초기 시장이지만 점차 관심이 높아지고 있는 냉각 기술입니다.