아주대학교가 최근 생성형 인공지능(AI)의 확산으로 핵심 과제로 떠오른 ‘AI 데이터센터 열관리’ 분야의 국가 연구·개발(R&D)과 석·박사급 전문인력 양성 사업을 주도하게 됐다고 31일 밝혔다.
아주대는 ▲산업통상부의 데이터센터 탄소중립을 위한 열관리 기술개발과 실증 사업 ▲기후에너지환경부의 스마트 에너지-AI 열유체기기 시스템 중견기업 특화 인력양성사업 등 2개 과제의 주관 기관으로 선정됐다. 총사업비 규모는 388억 원이다.
산업부가 추진하고 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 관리하는 데이터센터 탄소중립을 위한 열관리 기술개발 과제는 전력 소비가 급증하는 데이터센터의 열을 효과적으로 식혀 에너지를 절감하고 탄소 배출을 줄이는 차세대 열관리 기술을 개발한다는 목표다. 지난 4월부터 오는 2030년 12월까지 총 354억2000만 원(정부지원금 276억 원)의 연구비가 투입된다. 아주대는 총괄 주관기관으로 선정됐다.
데이터센터는 그래픽처리장치(GPU) 등 수많은 컴퓨터 서버의 열을 식히기 위해 냉각장치에 전체 전력의 절반쯤을 쓴다. 현재 국내 데이터센터의 95% 이상은 팬을 이용한 ‘공기냉각 방식’으로 전력 효율이 낮은 편이다. 글로벌 빅테크 기업들은 고발열 AI 서버를 중심으로 ‘액체냉각 기술’ 도입을 빠르게 확대하는 추세다.
연구진은 데이터센터의 전력사용효율(PUE)을 기존 1.5 수준에서 1.2 이하로 낮추고, 향후 차세대 액체냉각 기술까지 연계해 PUE 1.1 수준을 달성한다는 계획이다. PUE는 데이터센터 전력 소비량을 서버 등 정보·기술(IT) 장비가 소비하는 전력량으로 나눠 계산한다. 값이 1.0에 가까울수록 낭비되는 전력이 없다는 뜻이다. 소수점 이하의 숫자는 주로 냉각에 쓰이는 전력 비중을 나타낸다. 가령 PUE 1.5는 IT 장비가 소비하는 전력을 100으로 봤을 때, 냉각시설 등 부대설비에 50의 전력이 추가로 사용돼 전체 전력 소비량이 150이 된다는 얘기다.
아마존의 클라우드 서비스인 아마존웹서비스(AWS)가 글로벌 IT 시장조사업체 IDC의 2025년 자료를 인용해 홈페이지에 공개한 내용을 보면 일반 기업의 자체 데이터센터 평균 PUE는 1.63, 클라우드 업계 평균은 1.25 수준이다. 연구진이 이번 사업을 통해 PUE를 1.2로 낮추겠다는 것은 글로벌 클라우드 기업 수준의 효율을 목표로 냉각시설 등에 쓰이는 전력 소비를 줄이겠다는 얘기다.
이번 사업은 아주대 기계공학과 이정호 교수의 책임하에 총 3개 세부 과제로 나뉘어 산·학·연 협력으로 진행한다. 먼저 아주대 주관으로 광섬유를 이용해 데이터센터 내부(칩·서버·랙)의 온도를 실시간으로 측정하는 ‘멀티스케일 광섬유 분포센싱(DTS)’ 기술과 AI 기반의 열부하 예측 알고리즘을 개발한다.
㈜쿨마이크로는 내부에서 바로 열을 식히는 저전력 슬림팬 기반 ‘인랙(In-Rack) 냉각 시스템’과 자체 판단 제어가 가능한 ‘온디바이스 AI’ 기술 개발을 주관한다.
한국기계연구원은 데이터센터 전체의 열관리 상태를 한눈에 파악하는 통합 모니터링 플랫폼을 구축하고, 롯데이노베이트 등 실제 운영 중인 데이터센터에서 성능을 검증하는 역할을 맡는다.
기후부가 추진하고 한국에너지기술평가원(KETEP)이 관리하는 스마트 에너지-AI 열유체기기 시스템 중견기업 특화 인력양성사업은 AI 데이터센터, 방위산업, 스마트 열유체(공기조화·펌프·열교환기 등) 분야에 즉시 투입할 수 있는 석·박사급 인력을 양성하는 프로젝트다. 오는 2030년 12월까지 총 33억9000만 원을 투입한다.
아주대는 중앙대, KAIST 등 대학은 물론 SK이노베이션, 한온시스템, 퍼스텍 등 기업과 컨소시엄을 구성했다. 한화에어로스페이스, LG전자, LIG넥스원, 두산에너빌리티 등 14개 협력기관과도 손잡고 산업 현장에 필요한 맞춤형 교육을 진행할 계획이다.
대학은 ▲AI 데이터센터 열관리 ▲AI 방위산업 열관리 ▲AI 스마트 열유체 등 3개 특화 교육 트랙을 신설하고, 실제 기업 과제를 해결하는 프로젝트 중심 학습(PBL)과 현장실습, 인턴십을 운영할 예정이다.
총괄 연구책임자인 이정호 교수는 “AI 시대를 맞아 데이터센터를 앞다퉈 설립하고 있지만, 전력 문제를 해결할 효과적인 방안은 제시되지 못하고 있다”며 “혁신적인 냉각 기술로 데이터센터 소비 전력을 40%쯤 절약할 수 있게 연구를 진행하겠다”고 말했다.
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