중국, 해상풍력으로 전력을 공급받는 최초의 상업용 해저 데이터센터 가동 시작

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중국은 상하이 해안 바로 앞 동중국해 해저에 핵추진 장치를 설치하여 가동하고 있다. 해저 배치와 재생 에너지를 결합한 새로운 유형의 데이터 센터링강 해저 데이터 센터는 실험실 프로토타입이나 단기 시범 시설이 아닙니다. 인공지능, 국경 간 전자상거래 및 디지털 물류 분야의 실제 워크로드를 이미 처리하고 있는 상용 시설입니다.

이 프로젝트는 컴퓨팅 모듈을 수중에 배치하고 거의 전적으로 해상 풍력으로 전력을 공급함으로써 여러 기술을 결합합니다. 두 가지 장기적인 국가 목표: 디지털 주권과 탄소 중립인공지능과 빅데이터로 인해 전기와 물 소비량이 사상 최고치를 기록하는 상황에서, 이 설비는 데이터 인프라가 성능 저하 없이 환경 발자국을 얼마나 줄일 수 있는지를 시험하는 것입니다.

프로젝트의 위치, 범위 및 상업적 성격

링강 해저 데이터 센터는 다음 위치에 있습니다. 상하이 시범 자유무역지구 링강 특별구해안선에서 약 10km 떨어진 곳에 위치한 이 시설은 1단계 건설이 이미 완료되어 가동 중이며, 육상 제어 센터에 연결된 수직 해저 모듈 내부에 2.3MW의 IT 용량을 제공하고 있습니다.

이전의 실험 시설들과는 달리, 이 시설은 처음부터 상업용 인프라로 설계되었습니다.이 시설은 처음부터 인공적인 또는 테스트 워크로드가 아닌 AI 시스템, 국경 간 온라인 소매 및 물류 서비스와 관련된 실제 트래픽을 처리해 왔습니다. 중국 당국은 이 시설을 국가적인 저탄소 컴퓨팅 모델로 인정하고, 소규모 데모가 아닌 참조 프로젝트로서의 역할을 강조했습니다.

장기 로드맵은 초기 2.3MW에서 더 큰 규모로 확장하는 것을 предусматри하고 있습니다. 2단계에 걸쳐 총 24MW 규모약 1.6억 위안(미화 2억~2억 2,600만 달러)의 투자를 바탕으로 건설된 이 프로젝트는, 비교하자면 50~500MW에 달하는 육상 최대 규모의 하이퍼스케일 시설에는 못 미치지만, 단순한 개념 증명 단계를 확실히 넘어선 것으로 보입니다.

이 프로젝트의 배경에는... 상하이 하이클라우드 테크놀로지(하이란 클라우드 또는 하이클라우드라고도 함)이 사업은 링강 경영위원회와 링강 투자지주그룹의 지원을 받고 있습니다. 또한 셰너지 그룹, 차이나 텔레콤 상하이, INESA, CCCC 제3항만공사 등 정부 관련 기업들이 참여하여 베이징의 광범위한 산업 및 에너지 정책에 있어 전략적 중요성을 강조하고 있습니다.

해저 아키텍처 및 고밀도 컴퓨팅

링강의 중심에는 동중국해 해저에 거대한 강철 원통이 자리 잡고 있으며, 이는 일종의 방어벽 역할을 합니다. 고성능 서버 클러스터를 위한 가압식 방수 선체이 서버들은 모듈형 랙으로 구성되어 있으며, 총 컴퓨팅 성능은 수만 대의 고성능 게임용 PC와 거의 맞먹는 수준으로, 수천 개의 AI 대화 또는 기타 집약적인 애플리케이션을 동시에 실행할 수 있습니다.

모듈 내부는 다음으로 가득 차 있습니다. 부식 및 화재 위험을 줄이기 위한 불활성 가스구조 설계는 사용 가능한 공간을 극대화하고 파도와 해류의 영향을 최소화하는 데 중점을 두었습니다. 선반 뒤쪽에 설치된 라디에이터는 열을 방출하며, 전용 채널을 통해 해수를 순환시키는 펌프가 이를 보조하여 주변 바다를 거대하고 안정적인 열 흡수원으로 만듭니다.

해저 설치는 복잡한 해양 공학 작업이었습니다. 지지 구조물의 다리와 해저에 박힌 강철 말뚝은 서로 정렬되어야 했습니다. 간극 허용 오차가 불과 몇 센티미터에 불과합니다.상하이 데일리 등 현지 언론 보도에 따르면, 엔지니어링 팀은 GPS 유도 시스템과 대형 운반선인 산항펑판호를 이용하여 계획된 위치에서 거의 오차 없이 모듈을 하강시키는 데 성공했습니다.

통신과 전력은 다음을 통해 제공됩니다. 35kV 해저 케이블 두 개 이 케이블은 상하이 인근의 해상 풍력 터빈과 육상 제어 및 전력망 인프라를 해저 모듈에 연결합니다. 이러한 이중 케이블 구성은 데이터와 전력 전송에 필요한 충분한 용량과 안정성을 보장합니다.

해수를 이용한 냉각: 담수 없이도 효율적인 냉각 가능

데이터센터 업계에서 가장 눈에 띄지 않지만 가장 시급한 문제 중 하나는 냉각을 위한 물 소비입니다. 일반적인 중규모 육상 시설에서는 증발량이 상당할 수 있습니다. 매년 수백만 리터의 담수 단순히 서버를 작동 온도 범위 내로 유지하기 위해서입니다. 링강 프로젝트는 하드웨어를 수중으로 옮김으로써 해양의 열적 특성을 활용합니다.

여기서 주변 해수는 다음과 같은 역할을 합니다. 자유롭고 연속적인 방열판대형 산업용 냉각기나 냉각탑에 의존하는 대신, 이 시스템은 차가운 해수를 라디에이터를 통해 순환시켜 서버 랙에서 열을 흡수한 후 다시 바다로 돌려보냅니다. 이렇게 하면 전자 기기에서 열을 제거한 물이 순환됩니다. 따라서 이 설계는 담수를 전혀 사용하지 않습니다.

효율성에 미치는 영향은 업계 표준 지표인 전력 사용 효율(PUE)에서 명확하게 나타납니다. PUE는 시설 전체 전력 사용량과 IT 장비가 직접 소비하는 전력량을 비교하는 지표입니다. 일반적인 최신 육상 기반 센터는 약 1000kWh의 전력을 소비하는 반면, PUE 1.5-1.6링강은 PUE(전력 사용 효율)가 1.15 이하를 유지하도록 설계되었습니다. 이 수치는 효율적인 지상 발전소에 비해 전체 전력 사용량을 약 22.8% 절감하는 것을 의미합니다.

기존 데이터센터 전기 요금의 40~50%를 차지하는 냉각 비용이 최대 1%까지 감소할 것으로 예상됩니다. 90% 효율은 수동 및 반수동 해수 냉각 덕분입니다.비용 절감 외에도 이러한 구성은 작동 온도를 안정화하는 데 도움이 되는데, 이는 하드웨어 수명을 연장하고 예기치 않은 오류를 줄이는 데 중요한 요소입니다.

해상 풍력을 주요 에너지원으로

링강 모델의 또 다른 핵심 요소는 에너지 공급입니다. 기존 방식처럼 주로 지상 전력망에서 에너지를 끌어오고 재생에너지 인증서로 보충하는 대신, 이 시설은 자체적으로 에너지를 공급받습니다. 인접한 해상 풍력 발전 단지와 물리적으로 연결되어 있습니다.이곳은 전력의 95% 이상을 해상 풍력 터빈에서 공급받고 있어, 전 세계에서 거의 전적으로 해상 풍력으로 전력을 공급받는 최초의 데이터 센터 중 하나입니다.

실질적으로 해저 데이터 센터는 다음과 같은 기능을 수행합니다. 인근 풍력 발전 설비의 지속적인 기저부하 소비풍력 발전의 오랜 문제점 중 하나는 발전 패턴이 수요보다는 날씨에 따라 달라진다는 점입니다. 이로 인해 즉각적인 사용처나 저장 용량이 없을 경우 발전량이 제한되는 경우가 많습니다. 높은 수준의 안정적인 컴퓨팅 부하를 터빈에 직접 연결하면 그렇지 않으면 낭비될 수 있는 발전량을 흡수하는 데 도움이 됩니다.

생산과 소비 간의 연계는 긴밀한 협력을 통해 강화됩니다. 풍력 발전소 운영자, 전력망 관리자 및 데이터 센터 제어 시스템풍력 발전량의 가용성 프로필에 맞춰 작업 부하를 이동하거나 조절할 수 있으므로 전력 관리가 일방적인 공급 방식이 아닌 공동 최적화 문제로 전환됩니다.

초기 계획인 24MW를 넘어, 프로젝트 파트너들은 약 24MW 규모의 협력 계약을 체결했습니다. 최대 500MW 규모의 해상 풍력 발전과 디지털 인프라 연계이러한 대규모 개발 사업에 대한 정확한 일정과 부지 세부 정보는 공개되지 않았으며, 현재로서는 이 수치는 확정된 건설 일정이라기보다는 전략적 목표에 더 가까워 보입니다.

토지, 도시 밀도 및 해양 경제

공간 또한 퍼즐의 한 조각입니다. 상하이와 같은 대도시에서는 도시 토지는 희소하고 값비싼 자원입니다.데이터 센터는 넓은 공간, 안전한 경계, 강력한 전력 공급 및 연결성을 필요로 하는데, 이는 인구 밀도가 높은 대도시 지역에서 다른 개발 우선순위와 충돌하는 경우가 많습니다.

링강 프로젝트는 서버 모듈을 해저로 이동시킴으로써 이러한 목표를 달성합니다. 동일한 규모의 육상 부지에 비해 토지 점유 면적을 90% 이상 줄입니다.제어 건물, 전력망 연계 지점 및 일부 보조 장비만 지상에 남게 되어 귀중한 부동산을 확보하고 기반 시설과 주택 또는 상업 용도 간의 갈등을 완화합니다.

이 계획은 중국이 '성장'이라고 부르는 분야를 육성하려는 야망과도 잘 맞아떨어집니다. 디지털 경제 및 신에너지 경제와 함께하는 "해양 경제"해양 지역을 에너지 및 컴퓨팅 허브로 전환함으로써, 이전에는 활용도가 낮았던 해양 공간을 생산적인 인프라 구역으로 탈바꿈시키는 동시에 적절한 계획 체계 하에 다른 해양 활동을 위한 여지도 남겨둘 수 있습니다.

제도적으로 해저 데이터 센터는 다음과 같은 사항에 포함되었습니다. 국가발전개혁위원회(NDRC)의 녹색 및 저탄소 기술 시범 사업 목록중국 최고 경제 계획 기관인 산하 국제경제협력개발기구(IAM)의 이번 등재는 중앙 정부가 해당 프로젝트를 첨단 인프라가 기후 및 산업 정책과 어떻게 조화를 이룰 수 있는지 보여주는 모범 사례로 보고 있음을 시사합니다.

마이크로소프트의 프로젝트 나틱과의 비교

중국 외부 관찰자들에게 있어 가장 명확한 참고점은 다음과 같습니다. 마이크로소프트의 프로젝트 나틱2018년부터 2020년까지 스코틀랜드 해안에 밀폐된 서버 포드를 설치하여 진행한 실험에서 나틱은 주목할 만한 기술적 성과를 거두었습니다. 864개의 서버 중 단 8개만 고장 났는데, 이는 유사한 육상 시스템보다 훨씬 낮은 고장률이며, 실험용 포드는 약 1.07의 인상적인 PUE(전력 사용 효율)를 달성했습니다.

그러한 지표에도 불구하고, 나틱 프로젝트는 연구 개발 영역에 머물렀습니다.시험 기간이 종료되자 마이크로소프트는 해당 장비를 회수했고, 장기적인 비용, 물류 및 대규모 유지 관리와 관련된 여러 의문점을 이유로 결국 해당 개념을 폐기했습니다. 회사는 고객을 위한 상업용 해저 시설을 출시하는 데까지는 나아가지 않았습니다.

반면 링강은 처음부터 다음과 같이 구상되었습니다. 수익 창출형, 생산 등급 데이터 센터이 시스템은 실제 고객 워크로드를 처리하고, 지역 디지털 생태계와 연결되며, 중국의 광범위한 친환경 및 회복력 있는 인프라 구축 노력과 통합됩니다. 실험 단계와 운영 단계의 차이는 질적으로 상당한 변화를 의미합니다.

다른 차이점도 있습니다. 나틱은 해상 재생 에너지 공급에 긴밀하게 의존하지 않았고, 약 12개의 랙으로 구성된 단일 포드에 국한되었습니다. 링강은 수 메가와트 규모로 시작합니다. 향후 수십 메가와트 규모로 확장하는 것을 목표로 한다. 또한 이 프로젝트는 해상 풍력 발전 설비와 직접적으로 연결되어 있습니다. 두 프로젝트 모두 해수를 냉각에 활용하지만, 중국의 설비는 에너지 흐름부터 규제 승인에 이르기까지 완전한 상업적 설계에 해수 냉각 원리를 접목했습니다.

해저에서의 기술적 및 운영적 과제

여러 장점이 있음에도 불구하고, 해저에 고부가가치 인프라를 운영하는 것은 상당한 어려움을 수반합니다. 가장 명백한 어려움 중 하나는 다음과 같습니다. 유지보수 및 물리적 접근원격 관리 시스템으로 처리할 수 없는 모든 개입에는 특수 선박, 원격 조종 수중 로봇(ROV) 또는 잠수부의 지원이 필요할 수 있으며, 이는 수리 비용과 소요 시간을 모두 증가시킵니다.

부식 또한 주요 관심사입니다. 해양 환경은 금속, 밀봉재 및 전자 부품에 부식성이 강함철제 캐빈은 불활성 가스로 채워져 있고 부식 방지 재료와 코팅으로 제작되었지만, 10~20년 동안 지속적인 노출 조건에서 이러한 구조물의 장기적인 거동은 상업적 환경에서 아직 부분적으로 검증되지 않았습니다.

지리적 요인 또한 이 모델을 적용할 수 있는 범위를 제한합니다. 성공적인 도입을 위해서는 적절한 요소들의 조합이 필요합니다. 적합한 해안선, 충분하고 비교적 안정적인 해상풍, 적절한 해저 조건 및 수요 중심지와의 근접성하지만 모든 국가나 지역이 이러한 조건을 모두 충족하는 것은 아니며, 이로 인해 대규모 도입이 특정 해안 지역에 국한될 수 있습니다.

연결성 및 지연 시간 문제 또한 무시할 수 없습니다. 광섬유 케이블은 높은 처리량을 제공할 수 있지만, 도시 중심지 및 기간망과의 거리는 여전히 응답 시간에 영향을 미칩니다.지연 시간에 민감한 애플리케이션의 경우, 해저 설치가 최종 사용자에게 더 가까운 육상 에지 시설에 비해 허용할 수 없는 지연을 유발하지 않도록 신중한 계획이 필요합니다.

경제적 규모, 로드맵 및 미해결 과제

용량 측면에서 볼 때, 링강 원자력 발전소의 첫 번째 2.3MW 단계는 다음과 같습니다. 대규모 하이퍼스케일 데이터 센터와 비교하면 규모가 작다이러한 해저 원자력 발전소는 대개 수십 메가와트 규모로 시작하여 몇 배 더 커질 수 있습니다. 그런 의미에서 현재의 구성은 순수한 시험 단계와 완전히 성숙한 해저 원자력 발전소 사이의 가교 역할을 한다고 볼 수 있습니다.

로드맵은 단계적 확장을 предусматри합니다. 총 용량 24MW하지만 2단계 건설 완료 시점에 대한 공식적인 발표는 없습니다. 더 나아가, 500MW 규모의 풍력 발전 연계 컴퓨팅 프로젝트에 대한 협력 계약은 야심찬 계획을 시사하지만, 위치, 자금 조달 및 기술 구성에 대한 세부 사항은 아직 부족합니다.

비용 구조 또한 투명성이 부족한 영역입니다. 개발업체들은 에너지와 물 사용량 절감 효과를 강조하지만, 해저 모듈의 장기 유지 보수, 주기적인 정밀 점검 및 최종적인 회수 또는 교체 이 모든 것들이 총 소유 비용에 추가됩니다. 현재까지 이러한 생애주기 비용에 대한 포괄적인 공개 분석 자료는 발표되지 않았습니다.

해결되지 않은 질문들은 다음과 같은 것들까지 포함합니다. 하드웨어 업그레이드 및 폐기를 위한 운영 프로토콜일반적인 데이터 센터에서 서버는 보통 3~5년 주기로 교체됩니다. 밀폐된 수중 환경에 이러한 주기를 적용하려면 빈번하고 비용이 많이 드는 해상 작업을 피하기 위한 신중한 계획이 필요하거나, 더 견고한 장비를 사용하여 교체 주기를 연장해야 할 가능성이 높습니다.

인공지능, 클라우드 서비스 제공업체 및 스타트업에 미치는 영향

전 세계적으로 디지털 경제는 인프라를 한계까지 몰아붙이고 있습니다. 데이터 센터는 이미 상당한 비중을 차지하고 있습니다. 전 세계 총 전력 소비량의 약 1~2%인공지능, 스트리밍, 클라우드 서비스가 확장됨에 따라 이러한 점유율은 계속 증가하고 있습니다. 대규모 언어 모델, 추천 시스템, 실시간 분석을 학습하고 실행하는 데에는 막대한 양의 컴퓨팅 자원이 필요합니다.

그러한 맥락에서 링강의 접근 방식은 다음과 같은 구체적인 틀을 제공합니다. 탄소 배출량이나 담수 사용량을 선형적으로 증가시키지 않고 컴퓨팅 성능을 확장하는 방법클라우드 서비스 제공업체에게 이러한 시설은 운영 비용을 절감하고 환경 지표를 개선할 수 있으며, 이는 규제 기관, 투자자 및 기후 변화 대응에 대한 책임을 지고 있는 기업 고객에게 점점 더 중요해지고 있습니다.

클라우드 인프라를 기반으로 사업을 구축하는 스타트업, 특히 다음 분야에 집중하는 스타트업의 경우 생성형 AI, 실시간 처리 또는 고가용성 서비스낮은 PUE(전력 이용 효율)를 가진 재생 에너지 기반 데이터 센터의 등장은 궁극적으로 가격 책정 및 공급망 결정에 영향을 미칠 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 경쟁 압력으로 인해 더 많은 공급업체가 유사한 설계를 채택하거나 최소한 청정 에너지 공급 및 첨단 냉각 시스템에 더 많은 투자를 하게 될 수 있습니다.

지속가능성은 많은 시장에서 있으면 좋은 요소에서 핵심 요구 사항으로 바뀌었습니다. 환경, 사회 및 지배구조(ESG) 기준, 지역별 탄소 배출 규제 및 고객 기대치 여러 요인이 복합적으로 작용하여 인프라 운영업체들이 더욱 친환경적인 모델을 추구하도록 유도하고 있습니다. PUE가 약 1.15에 달하고, 거의 100% 재생 에너지로 운영되며, 담수를 전혀 사용하지 않는 해저 센터는 이러한 추세에 완벽하게 부합합니다.

남미, 북유럽, 동아시아 일부 지역처럼 해상 풍력 발전 잠재력이 크고 주요 해안 도시가 있는 지역은 링강 사례를 면밀히 살펴볼 필요가 있다. 중국과 똑같은 시스템을 구축하려면 맞춤형 규제, 자금 조달, 그리고 현지 엔지니어링 역량이 필요하겠지만, 해상 재생에너지와 해양 데이터 인프라를 결합하는 기본 아이디어 이는 향후 국가 또는 지역 차원의 디지털 및 에너지 계획 전략 수립에 도움이 될 수 있습니다.

현재 상황으로 볼 때, 중국의 링강 해저 데이터 센터는 다음과 같은 기능을 수행하고 있습니다. 차세대 친환경 데이터 인프라를 위한 주목받는 테스트베드수중 서버 모듈, 주로 풍력 발전으로 생산되는 전력, 해수 기반 냉각 시스템, 그리고 다단계 확장 계획을 갖춘 이 프로젝트는 인공지능과 디지털 서비스의 급속한 성장과 에너지, 물, 토지에 대한 제약이 심화되는 상황을 조화롭게 해결할 수 있는 하나의 가능성을 제시합니다. 동시에 다른 관련 기업들이 예의주시할 기술적, 경제적, 규제적 과제들을 남겨두고 있습니다.