'와트당 지능' 시대…통신 3사, AI 에너지 전략 박차

AI 경쟁 병목, 모델·GPU 넘어 '전력'으로 이동

통신 3사, 냉각·인프라·조달 '세 갈래' 에너지 전략

[사진=SK텔레콤]

AI 경쟁의 핵심 병목이 언어모델과 그래픽카드(GPU)를 넘어 이제 전력으로 이동하고 있다. 동일한 전기로 얼마나 높은 AI 효율을 뽑아내느냐, 이른바 '와트당 지능'이 AI 서비스의 새로운 경쟁력으로 부상하면서 국내 통신 3사가 에너지 전략 고도화에 속도를 내고 있다.
 
5일 국제에너지기구(IEA)에 따르면 전 세계 데이터센터 전력 소비량이 2024년 415테라와트시(TWh)에서 2030년 최대 945TWh로 2배 이상 급증할 것으로 전망했다.
 
엔비디아 GPU 랙 기준 전력밀도는 2020년 13킬로와트(kW)에서 2025년 130kW로 10배 뛰었고, 향후 600kW까지 확대될 수 있다는 관측도 나온다. GPU를 아무리 많이 확보해도 이를 가동할 전력이 뒷받침되지 않으면 경쟁력을 유지하기 어려운 구조다.
 

하버드비즈니스리뷰(HBR)는 최근 보고서에서 AI 산업 내 희소 자원의 이동을 3단계로 분석했다. 프론티어 모델 접근성, GPU와 클라우드 용량을 거쳐 이제는 전기 그 자체가 핵심 병목이 됐다는 것이다. 보고서는 이를 '가치 대순환'으로 규정하며 "AI 전략은 더 이상 에너지 전략과 분리될 수 없다"고 강조했다.
 
국내 통신 3사는 이 같은 전력 병목 현상을 앞두고 각자의 방식으로 대응 전략을 가시화하고 있다. 냉각 기술 고도화, 인프라 효율화, 재생에너지 조달이라는 세 방향에서 차별화된 행보가 이어지고 있다.
 
SKT, 액침냉각 실증으로 냉방전력 93% 절감
 
SK텔레콤(SKT)은 냉각 기술 투자에 가장 적극적이다. SK엔무브, 미국 액침냉각 전문기업 GRC와 함께 자사 데이터센터에서 액침냉각을 실증한 결과 냉방전력 93%, 서버 전력 10% 이상을 줄이는 성과를 확인했다. 서버 등 발열 장치를 비전도성 특수 액체에 직접 담가 냉각하는 방식으로, 공랭식 데이터센터의 PUE(전력사용효율지수)가 1.5 이상인 데 비해 액체냉각 적용 시 1.1 수준까지 낮출 수 있어 전력 손실을 30% 이상 줄일 수 있다.
 
인프라 운영 역량 내재화도 병행하고 있다. SKT는 미국 AI 인프라 전문기업 스마트글로벌홀딩스(SGH)에 2억달러를 투자했다. 데이터센터 관리 시스템과 액침냉각 솔루션에 SGH의 AI 클러스터 구축·운영 역량을 결합해 시너지를 높이겠다는 구상이다. SKT가 지난해부터 AI 분야에 투자한 금액은 3억달러를 훌쩍 넘는다.
 
KT클라우드, 국내 최초 리퀴드쿨링 상용화
 
KT클라우드는 지난해 11월 국내 최초로 리퀴드쿨링을 상용화한 가산 AI 데이터센터를 개소했다. GPU 칩 상단에 냉각수를 직접 흘려보내는 방식으로, 공랭식 대비 냉각 효율을 약 40% 끌어올리고 전체 전력 사용량을 평균 15% 줄였다. PUE는 기존 1.4~1.6 수준에서 1.2 미만으로 개선됐고, 탄소 배출량도 약 20% 감소했다.
 
리퀴드쿨링은 고온(45도 이상) 운용이 가능해 프리쿨링(자연냉각)과 재생에너지 연계도 수월하다. KT클라우드는 AI 데이터센터 수요가 빠르게 늘어나는 상황에서 에너지 효율을 선제적으로 확보한 인프라가 중장기 경쟁력의 핵심이 될 것으로 보고 있다.
 
LG유플러스, D2C 냉각+PPA 투트랙
 
LG유플러스는 냉각 기술과 재생에너지 조달을 동시에 추진하는 투트랙 전략을 택했다. LG전자와 함께 GPU 칩에 전용 금속판(콜드플레이트)을 부착하고 냉각수 분배장치(CDU)로 열을 직접 제거하는 D2C(Direct to Chip) 액체냉각 방식을 도입했다. 자체 실증 결과 기존 공랭 대비 에너지 효율이 약 24% 개선됐다. LG전자는 이미 평촌2센터에 액체냉각 솔루션 공급을 시작했고, 안양 데이터센터에서는 혼합냉각 시나리오 시험도 진행 중이다.
 
조달 측면에서는 올해 1월 GS건설과 재생에너지 전력구매계약(PPA)을 체결했다. 충남 태안 태양광 발전소로부터 연간 약 17기가와트시(GWh) 규모의 재생에너지를 20년간 공급받는 계약으로, 오는 9월부터 서초 IDC를 포함한 6개 사옥에 적용된다. 사용 전력의 최대 50%를 재생에너지로 대체해 연간 온실가스 약 7000톤을 감축할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 2027년부터는 3년간 연간 약 10메가와트(MW) 규모의 추가 조달도 추진한다.