셰필드--(뉴스와이어)--정밀 액침 냉각 분야 글로벌 리더인 Iceotope이 Meta와 공동 수행한 연구 결과를 발표했다.

이번 연구에 따르면 하이퍼스케일 데이터 센터 서비스 사업자들 사이에서 도입 및 활용 비중이 늘어나고 있는 고밀도 스토리지 디스크의 냉각 요건을 충족시키기 위한 섀시 수준의 액랭 기술이 실용성과 효율성, 유효성을 갖추고 있음이 확인됐다.

Meta와 수행한 이번 연구는 본 기술이 JBOD 전반에 걸쳐 향상된 △열 관리 △진동 감소 △온도 균일화의 장점을 가지고 있으며, 이는 데이터 센터 운영업체의 고장률 비용 감소에 직접적으로 연결된다는 점을 시사한다. 섀시 드로어의 랙 폼팩터 형태로 제공되는 하드 드라이브 시스템은 정밀 액침 냉각 기술에 이상적이다.

Iceotope의 Director of Innovation인 Neil Edmunds는 “데이터 스토리지 수요가 지속해서 증가함에 따라 하이퍼스케일 데이터 센터 사업자가 효율적으로 장비를 냉각하는 데 필요한 솔루션의 필요성도 증대될 것으로 전망된다”며 “이번 연구에 따르면, 고밀도 스토리지에 대한 액랭 방식은 드라이브를 더 낮고 일정한 온도로 냉각하고 드라이브 고장률을 낮추는 한편 TCO (총소유비용)을 줄이고 ESG 컴플라이언스를 향상시키는 것으로 나타났다”고 밝혔다.

◇ 급증하는 고밀도 스토리지

사물인터넷, 동영상, 인공지능 등의 분야에서 데이터 흐름이 지속되면서 2025년이 되면 1인당 일일 생성 데이터양이 최대 463엑사바이트에 이를 것으로 전망되고 있다. 특히 끊임없이 변화하는 데이터 접근 및 상호 작용 방식은 데이터 처리 및 저장에 직접적인 영향을 미치고 있다. Cybersecurity Ventures에 따르면, 글로벌 데이터 스토리지 규모는 수년 내로 200제타바이트를 돌파하고 이 가운데 절반은 클라우드에 저장될 것으로 관측된다.

이와 같은 추세는 하이퍼스케일 데이터 센터 스토리지 인프라에 새로운 과제를 안기고 있다. Seagate에 따르면 클라우드 데이터 센터들은 엑사바이트 규모 데이터 저장량의 90%를 대용량 하드디스크 드라이브(HDD)에 저장하고 있다. 일반적으로 3.5인치 폼팩터를 채택하고 있는 HDD는 검증되고 믿을 수 있는 기술이기 때문에 데이터 센터 운영업체들이 비용 효율적으로 데이터를 대용량 저장할 수 있게 한다. 현재 동급 최고 수준의 HDD는 20TB 용량을 제공하는데, 이는 2020년대 후반이 되면 120TB 이상이 될 것으로 전망된다.

데이터 스토리지 증가는 더 많은 스피닝 디스크·고속 모터·액추에이터를 필요로 하며, 이는 전력 사용량 증가로 이어진다. 디스크의 전력 사용량이 증가하면 열 발생량 또한 늘게 된다. 10여 년간 하드드라이브에 헬륨을 주입하는 방식이 도입되면서 디스크 성능이 향상되고 드래그는 감소했는데, 이들 장치가 밀봉되면서 HDD 수준의 액랭 솔루션을 활용할 수 있는 길이 열리게 됐다.

◇ Meta와 공동 수행한 고밀도 스토리지용 액랭 연구

이번 연구에서는 1상 액침 냉각 활용을 위해 재설계된 공랭식 고밀도 스토리지 시스템이 소개됐다. 표준형 상용 스토리지 시스템은 4OU 폼팩터 내에 △하드 드라이브 72개 △싱글 소켓 노드 2개 △SAS 익스펜더 카드 2개 △NIC △배전보드로 구성된다. 하드 드라이브는 헬륨이 채워진 채 밀봉돼 있다.

테스트가 진행된 액랭 시스템은 Iceotope의 정밀 액침 액랭 시스템이며 공랭식 버전은 liquid-to-liquid 열교환기와 펌프에 연결된 전용 유전체 루프가 추가됐다. Meta는 공랭식 및 액랭식 시스템에서 하드 드라이브와 냉각 펌프 동력 전반에 걸쳐 온도 변화를 측정했다.

◇ 최종 연구 결과

이번 연구는 정밀 액침 냉각이 HDD 랙 냉각에 더욱더 효율적인 방식이라는 점을 입증했다. 주요 결과는 아래와 같다.

· 정밀 액침 냉각 활용 시 JBOC 내부 위치와 관계없이 모든 HDD 72개의 온도 변화는 3도에 불과했다.

· 액랭식 활용 시 HDD 시스템이 가동될 수 있는 랙의 액체 유입 온도는 최대 40도였다.

· 시스템 수준의 냉각 전력은 전체 전력 소비량의 5% 미만이었다.

· 액랭 방식은 소음이 거의 없어 공랭식 솔루션 적용 시 드라이브에서 종종 발생하는 음향 진동 문제를 피할 수 있다.

이번 연구를 통해 정밀 액침 방식은 고밀도 디스크 어레이의 공랭식 냉각 그리고 콜드 플레이트나 탱크 액침, 2상 액침 등 다른 형태의 액랭식 냉각 방식보다 더 우수한 대안이라는 점이 확인됐다. 다만 HDD 밀도, 내구성을 위한 사용자 액세스, 드라이브 핫스왑 등 운영상의 이점은 동일한 수준으로 확보되지 않는다.

연구 보고서 사본은 홈페이지에서 다운로드할 수 있다.

Iceotope 개요

Iceotope의 섀시 수준 정밀 액침 냉각 기술은 익스트림 엣지부터 하이퍼스케일 클라우드에 이르기까지 전체 IT 스택을 냉각, 보호, 모니터링하는 단순하고 통일된 형태의 플랫폼을 제공한다. ITE (정보 기술 장비)의 물 사용량을 최대 96% 절감하고 전력 사용량은 최대 40% 줄이며 탄소 배출량은 최대 40% 감소시키는 Iceotope의 정밀 액침 냉각 솔루션은 데이터 센터의 설계·구축·운영에 있어 획기적인 솔루션이다.