엔비디아, 차세대 GPU ‘블랙웰’ 냉각 시스템 위한 국내 공급업체 모색

엔비디아, 차세대 GPU ‘블랙웰’ 냉각 시스템 위한 국내 공급업체 모색

엔비디아는 차세대 인공지능(AI) 그래픽처리장치(GPU) ‘블랙웰(Blackwell)’의 발열 문제를 해결하기 위해 국내 냉각 시스템 전문 기업들과의 협력을 추진했다. 특히, AI 데이터센터에서 필수적인 냉각 기술로 떠오른 액침 냉각(Immersion Cooling) 방식이 주목받고 있으며, 엔비디아는 이 분야에서 강점을 가진 국내 기업들을 공급망에 포함하려 했다.

블랙웰 GPU의 높은 발열 문제와 냉각 시스템의 필요성

블랙웰 GPU는 엔비디아의 차세대 AI 가속기로, 기존 H100 등 호퍼(Hopper) 아키텍처 기반 GPU보다 더욱 강력한 연산 성능을 제공했다. 하지만 높은 연산 성능은 필연적으로 더 많은 전력을 소모하게 만들었고, 이에 따라 GPU에서 발생하는 발열도 기하급수적으로 증가했다.

고성능 GPU가 대량으로 사용되는 데이터센터는 발열을 효과적으로 제어하지 않으면 성능 저하, 안정성 문제, 그리고 에너지 효율 감소와 같은 심각한 문제를 겪게 된다. 기존 공기 냉각 방식은 발열이 낮은 장비에는 효과적이지만, 블랙웰처럼 전력 소모가 큰 AI 가속기에는 한계를 보였다. 이러한 이유로 AI 데이터센터에서는 액침 냉각 시스템이 필수적인 솔루션으로 떠올랐다.

액침 냉각이 AI 데이터센터에서 필수적인 이유

액침 냉각(Immersion Cooling)은 서버나 반도체 장비를 특수 설계된 냉각 유체 속에 완전히 담가서 냉각하는 방식이다. 이 기술은 기존의 공기 냉각 방식보다 훨씬 뛰어난 열 전달 성능을 제공했으며, AI 데이터센터의 전력 효율을 극대화하는 데 중요한 역할을 했다.

액침 냉각 방식이 AI 데이터센터에서 필수적인 이유는 다음과 같았다:

1. 높은 냉각 효율성
   • 액체는 공기보다 열전도율이 1,000배 이상 높아, 같은 에너지로 더 많은 열을 제거할 수 있었다.
   • 블랙웰과 같은 초고성능 GPU의 발열을 효과적으로 제어하여 성능 저하 없이 장시간 운영이 가능했다.
2. 에너지 절감 효과
   • 공기 냉각 방식에서는 팬과 공조 시스템이 필요해 많은 전력을 소비했지만, 액침 냉각 방식은 상대적으로 낮은 전력으로 더 높은 냉각 성능을 제공했다.
   • 데이터센터의 전력 사용량 중 약 40%가 냉각에 쓰이는데, 액침 냉각을 도입하면 이 비율을 대폭 줄일 수 있었다.
3. 더 높은 서버 밀도 제공
   • 공기 냉각 방식에서는 장비 간 간격을 넓혀야 하지만, 액침 냉각을 사용하면 서버를 더욱 밀집시킬 수 있어 같은 공간에서 더 많은 연산 능력을 제공할 수 있었다.
   • 즉, 데이터센터의 공간 활용도를 극대화할 수 있었다.
4. 환경 친화적인 솔루션
   • 기존의 냉각 방식은 냉각수 손실이나 폐열 문제를 야기했지만, 액침 냉각 방식은 이러한 부작용을 줄일 수 있었다.
   • 엔비디아와 같은 글로벌 IT 기업들은 ESG(환경·사회·지배구조) 경영을 강화하고 있어, 친환경적인 액침 냉각 기술을 적극 도입하려 했다.

국내 액침 냉각 기술 선도 기업: GST와 케이엔솔

엔비디아는 블랙웰 GPU의 냉각 시스템 공급망을 강화하기 위해 한국 기업들 중 GST와 케이엔솔을 주목했다.

1) GST: 반도체·디스플레이 환경 장비 전문 기업

GST는 기존에 반도체 및 디스플레이 업계에서 친환경 냉각 솔루션을 제공해왔으며, 최근 데이터센터용 액침 냉각 시스템을 개발하며 시장을 선도하고 있다.

• GST는 AI 데이터센터용 고효율 냉각 시스템을 개발하여, 엔비디아가 요구하는 높은 성능 기준을 충족하는 제품을 공급할 수 있었다.
• 액체냉각 솔루션과 공기 냉각을 결합한 하이브리드 방식에서도 뛰어난 기술력을 보유하여, 엔비디아의 다양한 요구를 충족할 수 있었다.

2) 케이엔솔: 글로벌 액침냉각 시장 선점 기업

케이엔솔은 반도체, 디스플레이, 배터리 산업에서 클린룸 및 냉각 시스템을 공급하며 성장해온 기업으로, 최근 액침 냉각 기술 개발에 집중하면서 AI 데이터센터 시장에서도 주목받았다.

• 케이엔솔은 스페인의 글로벌 액침 냉각 기업 ‘서브머(Submer)’와 협력하여 기술력을 빠르게 강화했다.
• AI 데이터센터에서 요구하는 고효율 냉각 시스템을 설계할 수 있으며, 엔비디아와의 협력 가능성이 높은 기업으로 평가받았다.

엔비디아와 국내 기업들의 협력 전망

엔비디아는 블랙웰 GPU의 냉각 시스템을 최적화하기 위해 액침 냉각 기술을 적극적으로 도입하고 있으며, 한국의 GST와 케이엔솔이 강력한 협력 후보로 떠올랐다.

• 액침 냉각이 AI 데이터센터에서 필수 기술로 자리 잡으며, 국내 기업들은 이를 통해 글로벌 반도체 및 AI 인프라 시장에서 영향력을 확대할 기회를 가지게 되었다.
• 한국 기업들이 엔비디아와 협력하게 되면, 향후 AI 및 데이터센터 산업에서 첨단 냉각 기술을 선도하는 역할을 할 가능성이 높았다.
• 액침 냉각 기술은 향후 NVIDIA뿐만 아니라, 구글, 아마존, 마이크로소프트와 같은 글로벌 클라우드 기업들까지 주요 고객으로 확보할 가능성이 커졌다.

결론

엔비디아는 블랙웰 GPU의 발열 문제를 해결하기 위해 AI 데이터센터에서 필수적인 액침 냉각 시스템을 도입하고 있으며, 한국의 GST와 케이엔솔을 포함한 기업들과 협력을 추진했다. 액침 냉각 기술은 기존의 공기 냉각 방식보다 높은 냉각 효율성을 제공하며, 전력 소비 절감, 친환경성, 데이터센터 공간 최적화 등의 장점을 지니고 있어 빠르게 확산되고 있었다.

향후 엔비디아와 한국 기업들 간의 협력이 강화되면, 국내 액침 냉각 산업이 글로벌 시장에서 중요한 역할을 하게 될 가능성이 높았다. AI 데이터센터의 발전과 함께, 냉각 기술이 IT 인프라의 핵심 요소로 자리 잡고 있으며, 한국 기업들은 이 시장에서 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있는 기회를 맞이하고 있었다.