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자연의 힘

혁신과 지속 가능성을 아우르는 데이터센터
파스텔 톤의 초록색 배경에 한글 텍스트가 표시됩니다: 350개 이상의 데이터 센터, 30개 국가, 350개 이상의 데이터 센터, 30개 국가로 번역됩니다.

뿌리를 따라가다

‘클라우드’, 그러니까 클라우드 컴퓨팅 서비스를 눈에 보이는 장면으로 표현해 달라고 하면, 마치 ‘공기를 그림으로 보여달라’는 부탁처럼 느껴질 것입니다. 온라인 주문이나 메시지 앱, 소셜 미디어처럼 우리가 매일 하는 일들은 모두 클라우드 덕분에 가능하지만, 정작 그게 무엇인지 한마디로 설명하기는 쉽지 않습니다.

그래도 클라우드와 공기에는 공통점이 있습니다. 공기처럼 클라우드는 늘 우리 곁에 있고, 없으면 삶이 훨씬 불편해질 거라는 걸 우리는 압니다. 그리고 둘 다 눈에 보이지 않지만, 그 안에는 우리가 꼭 필요한 것들이 담겨 있습니다. 공기 속에는 질소와 산소가, 클라우드 속에는 우리의 데이터가 들어 있습니다.

하지만 이렇게 기본적인 개념을 이해하고 나면, 오히려 더 많은 궁금증이 생깁니다.

우리의 데이터는 처음에 어떻게 클라우드로 들어가게 된 걸까요? 그다음엔 어디로 가는 걸까요? 그렇게 많은 정보는 어디에 저장되고, 또 어떻게 24시간 7일 내내 사용할 수 있는 걸까요?

이렇게 막연하게 들리는 질문의 답은 사실 아주 구체적이고 물리적인 곳에 있습니다. 그 답은 바로 데이터센터입니다.

데이터센터는 Microsoft Cloud를 떠받치는 핵심 기반입니다. 이곳은 수천 대의 서버를 보관하고 운영하는 물리적 인프라로, 우리의 데이터를 클라우드를 통해 저장하고 전송하는 역할을 합니다. 또한 서버가 안정적으로 작동할 수 있도록 끊임없이 전력을 공급하며 깨끗하고 시원한 환경을 유지합니다.

Microsoft의 클라우드 운영 및 혁신 부문 부사장인 노엘 월시(Noelle Walsh)는 “지금 우리는 전 세계 34개국 이상에 300개가 넘는 데이터센터를 운영하고 있습니다. 전체 규모를 합치면 축구장 약 700개 정도 크기입니다”라고 말합니다.

Collage with a smiling middle-aged woman in a sweater, abstract blue digital patterns, and green-tinted natural textures.
연두색 바탕에 검은색 한글 텍스트와 오른쪽에 대리석 무늬의 물체가 부분적으로 보입니다. 이 인용문의 출처는 노엘 월시입니다.

클라우드 서비스에 대한 수요는 해마다 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 최근 전 세계적으로 AI 사용이 급증한 것도 한 요인입니다. 이로 인해 Microsoft는 데이터센터 인프라를 빠른 속도로 확장해야 했습니다. 

이 확정 과정에서 가장 중요한 고려 사항 중 하나는 데이터센터가 전 세계의 늘어나는 클라우드 수요를 환경과 지역사회에 미치는 영향을 최소화하면서 지속 가능하게 충족할 수 있는 방법입니다.  

데이터센터는 가정, 사무실, 신호등 등에 전력을 공급하는 전력망과 같은 전력망을 사용합니다. 데이터센터가 항상 작동해야 하기 때문에, 전력 공급이 끊길 경우에 대비해 디젤 발전기와 납축전지 기반 무정전 전원 공급 장치가 전통적으로 주요 운영 수단이었습니다.

또한 데이터센터는 물리적 규모가 워낙 크기 때문에 데이터센터가 있는 지역의 생태에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 

“저희가 일상적으로 수행하는 업무의 핵심적인 부분 중 하나는 데이터센터의 설계와 운영 효율성을 개선해 우리가 사용하는 천연 자원의 양을 줄이는 것입니다. 이를 위해 저희는 지속 가능성을 모든 활동의 기반으로 삼고, 약속을 실현해 나가는 과정에서 일상 운영을 끊임없이 조정하며 환경에 미치는 영향을 최소화하고 있습니다.”라고 월시는 말합니다. 

데이터센터의 지속 가능성을 높이는 핵심 접근법은 혁신입니다. 우리는 사내 연구개발 팀 및 외부 전문가와의 협력, 그리고 내부 실천 및 정책을 통해 새로운 데이터센터 구축 및 운영 방식을 시험하고 구현했을 때 얻을 수 있는 혜택을 산업계에 명확하게 보여주고 있습니다. 

좋은 이웃이 되기 위해

Microsoft는 데이터센터 혁신을 추진할 때 자연이 38억 년 동안 쌓아온 시행착오와 진화를 통해 얻은 설계 지혜를 바탕으로 현대적인 설계 과제를 지속 가능하게 해결해 나갑니다. 바이오미미크리 및 첨단 생태계 담당 디렉터인 케이틀린 추지(Kaitlin Chuzi)가 이 작업을 이끄는 핵심 리더입니다.

“모든 건물을 지을 때는 생태적 비용이 발생하기 마련이며, 저희는 그것을 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 중요한 것은 지역 생태계를 고려해 부지 전체를 통합적이고 체계적으로 설계하는 것입니다.”라고 추지는 말합니다.

A woman with medium-length curly hair and a striped shirt, smiling subtly against a colorful abstract background.

케이틀린과 팀원들은 바이오미미크리 전문가로, 식물과 동물, 그리고 수백만 년 동안 자연이 만들어온 구조와 방식을 살펴 이를 설계에 적용합니다. 바이오미미크리를 활용하면 데이터센터가 지구와 생태계와 맺는 관계를 새롭게 설계할 수 있습니다. 핵심은 데이터센터가 위치한 지역사회와 조화를 이루고, 그곳에 긍정적인 영향을 주는 것입니다. 

예를 들어, 일부 데이터센터 부지는 기존의 빗물 저류지를 인공 습지로 바꾸어 물을 정화하고 수질을 개선하며, 지역 생물이 살 수 있는 서식지를 만들어주었습니다. 또 다른 사례로는 새들이 충돌을 피하도록 진화한 거미줄 속 자외선 효소의 특성을 모방한 특수 UV 유리를 활용하는 방법을 연구하고 있습니다. 이 유리를 사용하면 새들이 건물과 충돌하는 경우를 줄일 수 있습니다. 

A gradient sphere with pastel colors of pink, orange, and yellow, overlaying a blurry geometric background.

새들은 일부 거미줄에 있는 자외선 효소를 감지하고 피할 수 있도록 진화했습니다. 새들이 창문과 충돌하는 사례를 줄이기 위해 케이틀린과 팀원들은 그 효소의 특성을 모방한 특수 UV 유리를 적용하는 방안을 연구하고 있습니다.

수직 식생으로 구성된 녹색 벽은 생물 다양성을 높이고 투수성 포장재는 빗물이 땅속으로 스며들게 하는 등, 자연은 데이터센터가 주변 환경과 조화를 이루도록 하는 방법을 가르쳐주는 놀라운 스승이 되어주었습니다.

데이터센터를 짓는 데 사용되는 재료 또한 혁신을 통해 지속 가능성 목표를 더욱 실현할 수 있는 큰 기회를 제공합니다.

건강하고 온전한 기준 서식지를 벤치마크로 삼는다면, 그 생태계는 100%의 생태 기능을 갖고 있는 셈입니다. 저희 초기 모델에 따르면, 데이터센터를 설계할 때 그 기능의 75%를 유지할 수 있습니다.”

Kaitlin Chuzi

데이터센터의 핵심 재료인 콘크리트는 전 세계 탄소 배출량의 8%를 차지하며, 지구 온실가스 배출에 큰 영향을 미치는 주요 원인 중 하나입니다. 탄소 배출을 한층 더 줄이기 위해 Microsoft는 재활용 유리를 활용한 새로운 콘크리트 혼합물을 시험 적용하고 있는데, 이를 통해 슬래브 구조물의 탄소 배출을 약 절반 수준으로 줄일 수 있습니다. 또 다른 실험 규모의 파일럿 프로젝트에서는 Prometheus Materials와 협력해 석회석과 조류 기반 콘크리트를 활용한 구조 재료를 사용하고 있으며, 이러한 재료는 설치물의 탄소 배출을 거의 0에 가깝게 줄일 잠재력을 가지고 있습니다. 

하지만 데이터센터 외부와 주변에서 일어나는 일을 지속 가능하게 만드는 혁신은 작업의 절반에 불과합니다. 내부에서 일어나는 일도 똑같이 중요하며, 특히 모든 부지에서 하루 24시간, 7일 내내 전력을 안정적으로 공급하는 방법이 핵심입니다. 잠깐이라도 전력이 끊기면, 전체 클라우드 인프라가 심각한 영향을 받게 됩니다.

Asian woman in a purple top looks to the right, against a background split into textured green and abstract gray patterns.

그 방대한 과제의 일상적인 ‘어떻게’를 책임지는 담당자는 데이터센터 에너지 전략 수석 디렉터인 오드리 리(Audrey Lee)입니다. 오드리 리는 데이터센터에 필요한 전력을 확보하는 복잡한 계획과 전략을 총괄하고 있으며, 그 전력 사용이 같은 전력망을 공유하는 지역사회에 미치는 영향도 관리합니다.

“과거에는 Microsoft 데이터센터가 전력망에서 차지하는 비중이 작았습니다. 하지만 수요가 증가하면서 더 많은 전력을 필요로 하게 되었습니다. 따라서 우리가 전력망과 지역사회에 끼치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다”라고 오드리 리는 말합니다.

증가한 전력망 수요를 현재는 물론, 미래에도 정확히 이해하기 위해, 오드리 팀은 그리드 모델링이라는 접근법을 활용합니다. 이 방법은 전력망 사용량을 예측하여 적절하고 지속 가능하며, 시기적절하게 계획할 수 있도록 해줍니다.

Microsoft는 에너지 회사는 아니지만, 여러 면에서 인프라 회사이고, 클라우드 인프라에 있어 무엇보다 중요한 자원은 바로 에너지입니다. 그래서 지속 가능한 에너지 활용과 지역사회에 긍정적인 영향을 주는 일은 비즈니스에서 매우 중요한 책임으로 여겨집니다.

지역사회에 긍정적인 영향을 끼치는 한 가지 방법은 전력망을 안정화시키고 필요할 때 전력망에 전력을 되돌려 주는 것입니다.

오드리 리는 전력 사용량이 증가함에 따라 전력망의 수요와 공급이 항상 일치하지 않을 수 있다고 설명합니다. Microsoft는 전력망 정전에 대비해 무정전 배터리 전원 공급 시스템을 백업으로 운영하고 있으며, 이 배터리를 활용해 데이터센터의 일부 전력 수요를 일시적으로 전환함으로써 전력을 전력망에 다시 공급하고 전력망 안정화를 지원할 수 있습니다.

이러한 백업 시스템뿐만 아니라 데이터센터 내부의 서버 냉각 시스템을 위한 대체 전력원을 개발하는 일도 혁신을 추진할 수 있는 또 다른 훌륭한 기회입니다.

수평의

A woman with long brown hair wearing a striped sweater and dark pants, sitting on a wooden stool and smiling.

수소 기술 디렉터, Sonia Maleky

혁신으로 만드는 미래

Microsoft 수소 기술 디렉터인 소니아 말레키(Sonia Maleky)는 “수소 연료전지 기술은 지금까지 소규모로 상용화되어 왔지만, Microsoft는 데이터센터에서 백업 디젤 발전기를 수소 연료전지로 대체하여 정전이나 기타 서비스 중단 시에도 연속 운영이 가능한 수십 메가와트 규모의 발전을 처음으로 선보였습니다.”라고 말합니다.

그린 수소는 데이터센터, 상업용 건물, 병원 등 다양한 산업 분야에서 완벽한 지속 가능한 에너지원이 될 잠재력을 가지고 있습니다. PEM 연료전지는 수소와 산소를 화학 반응시켜 전기, 열, 물을 생성하며, 연소 과정이 없고, 미세먼지도 발생하지 않으며, 탄소 배출도 전혀 없습니다.

소니아 팀은 오늘날 우리가 알고 있는 에너지 산업을 바꿀 수 있는 잠재력을 가진 에너지 혁신을 주도하고 있습니다. 산업 규모에서 그린 수소 활용을 입증하는 것은 데이터센터 내부의 지속 가능성을 높이는 동시에, 목표와 실천 계획이 유사한 다른 기업들이 같은 시도를 할 수 있는 강력한 사용 사례가 될 것입니다.

수소 연료 발전기를 실질적인 백업 전원 옵션으로 활용하고 탄소 배출 제로를 달성하기 위해서는 그린 수소 공급, 수소 연료전지, 수소 저장을 포함한 튼튼한 그린 수소 생태계가 필요합니다.”

Sonia Maleky

수소 연료전지만큼 흥미로운 또 다른 혁신 기술은 콜드 플레이트 기술입니다. 이 기술을 적용하면 냉각 시스템에서 제거된 뜨거운 물을 다시 차가운 물로 재활용할 수 있습니다. 그 덕분에 Microsoft의 시스템 효율은 기존 시스템 대비 이미 90% 향상되었습니다. 궁극적으로 콜드 플레이트 기술이 적용된 시스템은 외부의 물을 전혀 사용하지 않는 완전 폐쇄형 루프 시스템으로 구현될 예정입니다.

냉각 시스템의 물을 재활용하는 것 외에도, Microsoft 최초의 Circular Centers 프로그램에서는 데이터센터의 하드웨어를 재사용하고 재활용하며, 2025년까지 서버 90%를 재활용 제품으로 사용할 계획입니다.

이처럼 솔루션을 혁신하려는 다양한 노력은 데이터센터가 환경에 순중립적 영향을 주는 것을 넘어, 오히려 긍정적인 영향을 만드는 미래도 충분히 실현 가능하다는 것을 분명하게 보여줍니다. 전 세계적으로 클라우드 컴퓨팅의 활용이 계속 증가함에 따라, Microsoft의 데이터센터는 가능한 한 가장 지속 가능한 방식으로 이러한 수요를 책임 있게 지원할 것입니다.


이미지 크레딧: Matt Howard, Dave Hoefler, Ivan Bandura, Yogesh Gosavi, Josh Withers