[IT열쇳말] 데이터센터

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아마존웹서비스(AWS)와 마이크로소프트(MS)가 잇달아 국내에 데이터센터를 짓고 운영하겠다고 나섰다. AWS는 2015년 11월, MS는 2016년 5월 서울과 부산에 여러 개 데이터센터를 짓고 운영할 방침이라고 밝혔다. 지금까지 국내 사용자가 AWS나 MS 데이터센터 서비스를 이용하고 싶으면 가까운 일본이나 홍콩, 싱가포르에 있는 데이터센터에 접속해서 이용해야 했다. 이들 기업이 국내에서 데이터센터를 운영하게 되면, 한국 지역을 선택해서 데이터센터 서비스를 이용할 수 있다는 점에서 주목을 사고 있다.

기업 IT 서비스 운용에서 빼놓을 수 없는 컴퓨팅 시설

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▲네이버 데이터센터 ‘각’(출처: 네이버 데이터센터 ‘각’)

데이터센터는 서버, 네트워크, 스토리지 등 IT 서비스 제공에 필요한 장비를 한 건물 안에 모아 24시간 365일 운영하고 통합 관리하는 시설을 말한다. 이를테면, 집에서 사용하고 있는 데스크톱 PC 수천대가 모여 저마다 인터넷 서비스에 필요한 프로그램을 돌리고 있는 호텔이라고 보면 된다. 기업은 자사 서비스에 필요한 컴퓨팅 자원을 확보하기 위해 직접 데이터센터를 짓기도 하고, 외부 데이터센터를 빌려 사용하기도 한다.

보통 컴퓨팅 서비스를 위해 반드시 필요한 서버, 스토리지, 네트워크 장치와 이들 기기를 유지하는 데 필요한 발전기, 무정전 전원장치(UPS), 항온·항습기, 백업 시스템, 보안 시스템 등으로 이뤄져 있다. 데이터센터 운영에 필요한 인원도 필요하다. 데이터센터는 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터 분석, 사물인터넷 구현 등 산업에서 발생하는 모든 정보를 저장하고 처리하는 중심 역할을 한다.

▲데이터센터의 장비 구성(출처: 한국전자통신연구원(ETRI))

▲데이터센터의 장비 구성(출처: 한국전자통신연구원(ETRI)). ※ PDU: 전원 분배 장치, UPS: 무정전 전원 공급기, STS: 무순단이중화절체스위치.

수십 년 전만 해도 컴퓨터는 작은 방 하나를 가득 채울 정도로 큰 장비였다. 이처럼 거대한 컴퓨터를 편리하게 사용하려면 조금이라도 컴퓨터 사용자가 많은 곳에 설치해 운영하는 게 효과적이었다. 그래서 여러 컴퓨터를 한곳에 모아 작동하기 시작했고, 전산실을 거쳐 오늘날 데이터센터가 만들어졌다.

국내에서는 닷컴 거품이 한창이었던 1990년 말과 2000년대 초반에 데이터센터가 많이 생겼다. 당시 벤처기업은 비용 문제로 독자적인 전산실을 운영하는 데 한계가 있었다. 벤처기업이 늘어나면서, 한 장소에서 모든 컴퓨팅 자원을 활용해 쓸 수 있는 요구가 등장했다. 그에 따라 데이터센터 자원을 인터넷에 연결해서 쓸 수 있는 ‘인터넷 데이터센터(Internet Data Center, IDC)’가 등장했다. 이후 대부분의 기업이 자체 전산실보다는 IDC를 이용하면서 국내에서 관련 서비스를 운영하는 기업이 등장했다.

▲데이터센터의 서비스 체계(출처: 한국전자통신연구원(ETRI))

▲데이터센터의 서비스 체계(출처: 한국전자통신연구원(ETRI))

전기 먹는 하마에서 환경 생각하는 ‘그린데이터센터’로

과거 데이터센터는 ‘전기 먹는 하마’로 불렸다. 상상해보자. 수천 대의 PC가 24시간 365일 꺼지지도 않고 일을 하고 있으니, 당연한 일이다. 데이터센터는 정보통신 분야에서 단일 시설로는 최대 규모 전력을 소비하고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI) ‘데이터센터 지속 가능성 표준화 이슈 현황’ 자료에 따르면, 데이터센터는 ICT 부문 전체 전력 사용량의 약 20%를 차지한다. 에너지 사용량은 지속적으로 증가하고 있다. 2020년 세계 데이터센터 에너지 사용량은 연간 1조9,730억kWh에 이를 것으로 추정된다(Greenpeace, 2015).

▲ 2012~2013년 데이터센터 에너지 사용량 증가 현황(출처: 한국전자통신연구원(ETRI))

▲ 2012~2013년 데이터센터 에너지 사용량 증가 현황(출처: 한국전자통신연구원(ETRI))

데이터센터 에너지 효율성을 표시할 땐 ‘PUE(Power Usage Effectiveness)’란 단위를 사용한다. PUE는 IT 소비 전력 대비 전체 전력량의 비율을 나타낸 수치다. 이 수치가 1에 가까울 수록 에너지 효율성이 높은 데이터센터라는 뜻이다.

때에 따라 ‘DCiE(Data Center Infrastructure Efficiency)’란 단위를 쓰기도 한다. 이 단위는 IT 장비에 공급되는 전력량을 전체 설비에 대한 공급 전력량 기준으로 백분율로 표시한 수치다. 데이터센터 전체 전력 중 IT 장비가 사용하는 전력량이 몇 퍼센트나 되는지 표시한다. 100에 가까울수록 전력 낭비 없이 IT 장비가 사용하고 있다는 얘기로 효율성이 좋다는 뜻이다.

데이터센터 에너지 사용량이 늘어나면서, 에너지 효율을 높이려는 노력도 증가했다. 데이터센터를 운영하려면 에너지를 얼마나 효율적으로 운영하는지가 중요하다. 국내에서는 2012년부터 ‘그린데이터센터 인증제’를 도입하고 있다.

미래창조과학부는 그린데이터센터 인증제를 통해 에너지 효율을 인증 받은 데이터센터를 대상으로 지식서비스특례요금, 3% 전기요금 절감 혜택을 추진하고 있다. 삼성SDS, KT, LG 유플러스, SK, LG CNS 등 국내 데이터센터 사업자 20곳은 데이터센터 에너지의 효율적인 운영을 위한 협의체를 구성해 기술 교류를 진행 중이다.

▲그린데이터센터 인증 A+++(출처: LG CNS 블로그)

▲그린데이터센터 인증 A+++(출처: LG CNS 블로그)

KT 천안 클라우드 데이터센터는 서버실 천장과 바닥을 이중으로 분리해 냉기와 온기가 섞이지 않게 만들었다. 데이터센터 발열량을 줄여 서버 운영시 온도를 서늘하게 유지하는 기술, 특정 랙(Rack)과 서버만 급격히 냉각시키는 최신 쿨링 기법, 기존 인터넷 데이터센터와 비교해 50배 이상 개선된 서버 집적도를 강점으로 내세운다. KT는 직접 구축한 서버와 오픈소스 소프트웨어를 도입해서 데이터센터를 운영하고 있다.

LG CNS의 부산 글로벌 클라우드 데이터센터는 국내 최고 그린 데이터센터(A+++) 인증을 받았다. 에너지 절감을 위한 건물 설계로 특허 출원한 ‘빌트업 외기 냉방 시스템’, 서버 열 배출을 위한 데이터센터 굴뚝 ‘풍도’ 등 데이터센터 설계 단계부터 에너지 효율성을 고려한 점이 인정받았다. 지난 2014년엔 데이터센터 인증 기관인 업타임 인스티튜트(Uptime Institute)가 매년 선정하는 글로벌 데이터센터 분야에서 최고 권위상인 ‘브릴 어워즈(Brill Awards)’를 국내 최초로 수상하기도 했다.

▲LG CNS 부산센터 ‘빌트업(Built-up) 외기냉방 시스템’ 구조(출처: LG CNS 블로그)

▲LG CNS 부산센터 ‘빌트업(Built-up) 외기냉방 시스템’ 구조(출처: LG CNS 블로그)

MS나 AWS 같은 해외 기업만 데이터센터를 운영하고 있는 것은 아니다. 국내에선 네이버를 비롯해 카카오, NHN 엔터테인먼트 등 다양한 인터넷 서비스 기업이 자체 데이터센터를 구축해 운영 중이다. 세계 최고 수준의 모바일 기기 보급률에 빅데이터 활용처가 늘어나면서 데이터 수요가 폭발적으로 늘었다. 데이터센터에 대한 요구도 더 커질 것으로 예상된다.

국내 데이터센터가 친환경 데이터센터나 모듈형 데이터센터 구축 등에 집중돼 있다면, 해외는 신재생 에너지 사용, 클라우드와 빅데이터 서비스 제공을 위한 용량과 가용성 확장 기술 중심으로 데이터센터 개발이 이뤄지는 모습이다. 페이스북이나 구글은 실제 데이터센터 운영에 필요한 컴퓨팅 자원을 직접 설계·개발해 공개한다.

▲‘오픈 컴퓨트 프로젝트’ 소개 화면(출처: OCP 재단)

▲‘오픈 컴퓨트 프로젝트’ 소개 화면(출처: OCP 재단)

구글은 2009년부터 일찌감치 자신들의 서버 디자인을 공개했다. 구글이 공개한 데이터센터 시스템은 전원 공급 중단에 대비해 12볼트 배터리를 넣었다. 1160개 서버를 탑재하고, 전력 소비량은 250kWh에 불과한 컨테이너 형식이다.

페이스북은 아예 이를 프로젝트로 만들어 운영 중이다. 페이스북은 2011년 ‘오픈 컴퓨트 프로젝트’(OCP)를 발족했다. OCP를 통해 페이스북은 서버, 스토리지, 서버 매니지먼트 등 데이터센터 운영에 필요한 기술을 공개했다. OCP는 데이터센터용 하드웨어나 인프라 설계 기술을 오픈소스로 함께 만드는 프로젝트로, 데이터센터 디자인을 설계도로 만들어 누구나 이를 보고 새로운 데이터센터를 만들 수 있게 돕는다. OCP는 현재 비영리재단으로 운영 중이다. OCP에는 페이스북 뿐 아니라 구글, MS, VM웨어, 시스코, 인텔 등이 참여하고 있다. 국내에선 SK텔레콤이 OCP에 참여 중이다.

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▲ 페이스북이 미국 텍사스주의 포트워스에 새로 짓고 있는 다섯 번째 데이터센터는 100% 재생가능에너지로 동작하게 될 것으로 알려졌으며, ‘오픈 컴퓨트 프로젝트’를 통해 데이터센터의 설계를 공개하고 있다.

이 글은 ‘네이버캐스트→테크놀로지월드→용어로 보는 IT’에도 게재됐습니다. ☞‘네이버캐스트’ 보기

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