엔비디아·AMD, ‘직류’ 인프라 시장 띄운다…전력기기업계 선점경쟁 본격화

▲엔비디아 '베라 루빈'과 AMD '헬리오스' 등 차세대 AI 랙이 유발하는 글로벌 인공지능 데이터센터(AIDC)의 서버 전력 고밀도화로 기존 교류(AC)·저전압 중심 전원인프라의 한계가 한층 뚜렷하게 드러나면서 직류(DC) 인프라의 주목도가 높아지고 있다. 사진=챗GPT

글로벌 인공지능 데이터센터(AIDC)의 서버 전력 고밀도화로 기존 교류(AC)·저전압 중심의 전원인프라의 한계가 한층 뚜렷하게 드러나면서 직류(DC) 인프라의 주목도가 높아지고 있다. 국내 전력기기업계도 이러한 흐름에 맞춰 기술 및 시장 선점경쟁을 본격화한 모양새다.

23일 업계에 따르면, 최근 글로벌 빅테크들이 잇따라 자사 AIDC에 최신 AI 랙(Rack) 아키텍처 도입에 나서면서 AIDC 생태계의 DC 전력 수요도 급증할 조짐을 보이고 있다.

AMD는 22일(현지시간) 앤트로픽에 자사 AI 랙 '헬리오스'를 비롯한 차세대 AI 인프라를 최대 2기가와트(GW) 규모로 내년 상반기부터 공급하는 계약을 체결했다고 밝혔다. AMD는 최근 메타·오픈AI·마이크로소프트 등 주요 빅테크와도 헬리오스 공급 계약을 맺은 상태다.

앞서 관련 분야 대장격인 엔비디아도 지난 21일 자사 AI 랙 '베라 루빈 NVL72'이 구글·마이크로소프트·오라클 등 주요 고객사에 공급해 가동 중이라고 밝힌 바 있다. 오픈AI 역시 엔비디아의 랙을 도입할 예정인 것으로 알려졌다.

AI 랙은 하나의 캐비닛에 그래픽처리장치(CPU)와 중앙처리장치(CPU), 네트워킹 장비 등 주요 하드웨어를 집적한 구조물이다. 이는 글로벌 AIDC 확보 경쟁이 본격화하기 이전부터 각 데이터센터에서 이미 구조화돼있었다.

다만 시장 선도기업인 엔비디아가 베라 루빈 이전 모델인 '그레이스 블랙웰' 등을 통해 랙 단위 판매를 시작하면서, 각 사의 하드웨어를 하나의 랙에 혼합구성하는 대신 한 업체의 랙을 통쨰로 도입하는 흐름이 강화되는 추세다.

문제는 이 과정에서 개별 랙의 밀도가 보다 촘촘해지면서 전력 소비가 급증한다는데 있다. 최신 모델인 베라 루빈 NVL72과 헬리오스는 개별 랙당 100킬로와트(kW) 이하 수준의 전력을 요구했던 기존 제품과 달리 전력 소비가 200kW 수준을 웃돈다. 업계에선 향후 모델 출시에 따라 단일 랙의 소비 전력은 600kW~1메가와트(MW)까지도 확대될 수 있다고 보고 있다.

이 같은 고전력 AIDC 환경에서 기존 저전압AC 인프라는 설비 구축·가동 비효율성을 유발한다.

예컨데, 소비 전력 600kW 수준 랙 하나를 480·240볼트(V) 전압 인프라로 가동할 경우 전류량은 각각 1250·2500암페어(A)에 이른다. 전압이 낮을 수록 전류량을 높이는 구조다. 고전류 환경은 케이블 등에 쓰이는 구리 사용량과 전력 손실, 냉각 비용 등을 증가시킨다. AC 역시 많은 전력 변환단계를 거쳐야 하는 만큼, 설비 규모 확대와 전력손실 등 DC 대비 리스크가 높다.

이처럼 AI 랙과 AIDC의 고도화로 기존 저전압AC 인프라의 한계가 보다 뚜렷하게 나타나면서 전력기기업계도 차세대 DC 인프라로의 사업 포트폴리오 확장을 추진 중이다.

LS일렉트릭의 경우 이달만 LG유플러스, 인피니언 테크놀로지스 등 국내외 업체 두 곳과 잇따라 관련 기술개발 업무협약(MOU)를 체결하며 최근 국내 업계 가운데 가장 적극적인 시장선점 행보를 보이고 있다.

특히 지난 21일 체결된 LG유플러스와의 MOU를 통해 엔비디아 베라 루빈 생태계가 요구하는 800V DC 인프라 개발에 집중, AIDC 단위 솔루션을 구축에 나서고 있다. 자사 DC 전력 인프라를 차세대 AI 랙 기반 AIDC 분야의 표준 모델로 육성한다는 게 LS일렉트릭의 구상이다.

HD현대일렉트릭도 글로벌 하이퍼스케일러(초대형 데이터센터 운영기업)의 800V급 이상 DC 전력인프라 도입 시점으로 예상되는 내년 말~2028년 초까지 배전시스템의 차세대 핵심 설비인 반도체 변압기(SST) 등 솔루션을 시장에 공급할 수 있도록 관련 연구개발(R&D)을 진행 중이다.

아울러 지난 22일엔 기후에너지환경부와 한국에너지공단이 추진하는 배전망 에너지저장장치(ESS) 구축사업에 참여하는 등 DC 배전망 핵심기술 고도화에도 나섰다.

전력기기업계 한 관계자는 “갈수록 AI 랙과 AIDC의 전력 소비 수준이 크게 확대되고 있는 만큼, AC에서 DC로의 전력 인프라 전환은 필연적"이라며 “시장 확대에 따라 단일 기기를 넘어 솔루션 단위의 기술 경쟁력이 수주기회와 연계돼 주목받게 될 것"이라고 말했다.

박주성 기자 wn107@ekn.kr