Submer: 바르셀로나에서 탄생한 침수 냉각 기술로 AGI 슈퍼컴퓨터를 구동하다

2026년 기술 산업이 인공 일반 지능(AGI)의 지평을 논할 때, 논의는 습관적으로 수학적 추상화에 집중됩니다. 즉, 수조 개의 매개변수를 가진 아키텍처, 테스트 시간 추론 컴퓨팅, Gemini 3.8 / 4 Argon, Claude Mythos, GPT Astra와 같은 최첨단 모델들, 그리고 자율 에이전트 군집입니다.

하지만 이러한 모델들이 학습되고 실행되는 하이퍼스케일 데이터 센터 내부의 현실은 잔혹하게 물리적이고, 귀가 먹먹하며, 열역학적입니다. 바로 와트(watts), 실리콘, 그리고 극심한 열입니다.

최첨단 AI 워크로드를 위해 설계된 단일 서버 랙—고밀도 GPU 클러스터와 고처리량 인터커넥트로 가득 찬—은 일반적으로 **80에서 120킬로와트(kW)**의 전력을 소비합니다. 이를 비유하자면, 단 하나의 금속 캐비닛이 차지하는 면적 1제곱미터 안에 산업용 오븐 40개가 지속적으로 작동할 때 발생하는 열과 맞먹습니다.

고속 팬을 통해 냉각된 공기를 불어넣어 이 열 질량을 식히려는 시도는 물리 법칙상, 손부채로 활화산 폭발을 진정시키려는 것과 같습니다.

역사적으로 데이터 센터 전체 전기 요금의 **최대 40%**는 컴퓨팅 데이터에 쓰이지 않았습니다. 단지 마이크로칩이 녹는 것을 막기 위해 거대한 HVAC 냉각기, 압축기, 그리고 굉음을 내는 팬들에 낭비되었습니다.

2015년, 바르셀로나의 두 엔지니어는 이러한 레거시 패러다임이 가속 컴퓨팅의 무게를 견디지 못하고 필연적으로 무너질 것이라는 점을 인식했습니다. 그들은 이단처럼 들리는 질문을 던졌습니다. '만약 우리가 작동 중인 전체 서버를 액체에 직접 담그면 어떨까?'

이 대담한 질문이 바로 Submer의 탄생으로 이어졌습니다.

앞서 Wallapop, HappyRobot, Devo, Carto, 그리고 Clarity AI의 기후 분석에 대해 깊이 파고든 바와 같이, 이 글은 Submer의 엔지니어링 성공 사례를 살펴봅니다. Submer는 카탈루냐에서 설립된 스타트업으로, **단상 액침 냉각(Single-Phase Liquid Immersion Cooling)**을 개척했으며, AGI가 물리적으로 실현 가능하도록 만드는 데 필수적인 인프라 파트너가 되어 Intel, Nvidia, Dell, Supermicro와 같은 글로벌 거대 기업들을 지원했습니다.

기원: 귀청을 찢는 소음에서 L'Hospitalet의 산업용 차고까지

Submer의 탄생 배경은 심각한 운영상의 좌절감에 뿌리를 두고 있었습니다. 통신 네트워크 및 데이터 센터 아키텍처 분야에서 광범위한 실무 경험을 가진 기업가 Daniel Pope는 수년 동안 전통적인 서버 시설을 관리했습니다. 그는 공랭식 냉각의 일상적인 악몽을 겪었습니다. 즉, 지속적으로 90 데시벨을 초과하는 소음이 발생하는 서버실, 냉각탑에서 엄청난 증발수 소비, 그리고 사소한 냉각 실패에도 프로세서가 클럭 속도를 낮추는(열 스로틀링, thermal throttling) 비싼 문제들이었습니다.

Pol Valls(제품 디자인 및 운영에 대한 날카로운 집중력을 가진 소프트웨어 엔지니어)와 파트너를 맺은 Pope는 피할 수 없는 결론에 도달했습니다. 공기는 열 전도체로서 형편없다는 것이었습니다. 비전도성 액체는 부피당 열용량이 공기보다 천 배 이상 높았습니다.

2015년, L'Hospitalet de Llobregat(바르셀로나)의 산업 창고에서 활동하던 공동 창업자들은 작동 중인 마더보드를 광물유와 유전율 특성 액체로 채운 자체 제작 아크릴 탱크에 담그기 시작했습니다. 초기 프로토타입은 투박했고, 수십만 달러 상당의 마이크로칩 위에 액체를 붓는다는 생각에 경악한 보수적인 IT 이사들로부터 강한 회의론에 부딪혔습니다.

하지만 열역학이 승리했다. 2018년 Submer는 Mobile World Congress에서 첫 상용 제품인 SmartPod를 공개했다. SmartPod는 표준 컴퓨팅 블레이드를 투명하고 점성이 있는 유체 속으로 수직으로 밀어 넣을 수 있는 모듈식 수평 침수 탱크다. 전원을 켜자 서버들은 냉각 팬 하나 없이, 완벽한 정적(靜寂) 상태에서 작동했으며, 냉각 전기 소비를 95% 이상 절감했다.

단상 침수 기술의 과학: 유전체 유체와 열역학

직접 칩 액체 냉각(Direct-to-Chip liquid cooling, CPU 커버 위로만 좁은 콜드 플레이트가 물을 순환시키는 방식)과 달리, Submer는 완전한 단상 액체 침수 냉각(Single-Phase Liquid Immersion Cooling) 아키텍처를 설계했다.

이 시스템은 세 가지 근본적인 공학적 기둥에 의존한다:

1. 합성 생분해성 유전체 유체 (Synthetic Biodegradable Dielectric Fluids)

기술의 핵심은 물(치명적인 단락 회로를 유발할 수 있음)이 아니라, Castrol/BP와 같은 화학 선두 기업과의 파트너십을 통해 개발된 독점 합성 탄화수소 배합액이다. 이 유체들은 유전체 (절대 전기 절연체)이며, 냄새가 없고, 무독성이고, 쉽게 생분해되며, 매우 높은 끓는점을 가지고 있다. 마이크로프로세서, 메모리 스틱, 전원 공급 장치, 구리 트레이스, 고속 버스 커패시터 등은 물리적 열화나 부식 없이 완전히 잠겨 있을 수 있다.

2. 자연 대류와 초저에너지 펌핑 (Natural Convection and Ultra-Low Energy Pumping)

냉각된 유전체 유체는 탱크의 하부 매니폴드(manifold)를 통해 들어온다. 이 유체가 뜨거운 실리콘 다이와 GPU 위로 흐르면서, 직접 전도(direct conduction)를 통해 열에너지를 흡수하고 약간 팽창하며 밀도가 낮아지면 부력 대류(buoyant convection)를 통해 자연스럽게 표면 쪽으로 상승한다. 저전력 순환 펌프는 상부에서 따뜻한 유체를 끌어와 외부 플레이트 열교환기(폐쇄 루프 건식 냉각기를 통해 냉각됨)로 보내고, 냉각된 유체를 연속적이고 밀봉된 루프를 따라 하부에 되돌려준다.

3. 황금 표준: PUE 1.03

데이터 센터의 에너지 효율성은 전력 사용 효율성(Power Usage Effectiveness, PUE) 지표에 의해 전 세계적으로 관리됩니다:
$$\text{PUE} = \frac{\text{총 시설 전력}}{\text{IT 장비 전력}}$$
기존 공랭식 시설의 경우, PUE는 일반적으로 1.50에서 1.60 사이에 머무릅니다 (프로세서에 전력을 공급하는 와트당 추가로 팬 및 에어컨에 0.50~0.60와트가 손실됩니다).

Submer는 이 기준을 깨고, 인증된 PUE 1.03을 달성했습니다. 건물로 들어오는 모든 킬로와트시(kWh)의 거의 97%가 계산 칩에 직접 공급되어, 냉각 폐기물을 사실상 제거합니다.

Technical comparison: Traditional Air Cooling versus Submer's Liquid Immersion Cooling

자본 확장 및 제휴: 산업 거인 구축하기

Submer의 자금 조달 궤적은 유럽에서 가장 야심 찬 딥테크 하드웨어 기업 중 하나의 성숙도를 반영합니다:

– 초기 벤처 라운드 (2018년–2020년): 스페인 벤처 회사 Alma Mundi Ventures의 초기 투자를 받아 유럽 통신 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 연구 파일럿 전반에 걸쳐 침수 탱크 기술을 검증했습니다.
– 시리즈 B (2022년, 3,400만 달러): 유럽 임팩트 투자 거물인 Planet First Partners가 주도한 3,400만 달러 라운드를 통해 Submer는 휴스턴(텍사스)와 대만에 조립 시설 및 R&D 센터를 개소할 수 있었습니다.
– 시리즈 C 및 유니콘 기업으로 가는 길 (2024년–2026년): 2024년 10월, Submer는 영국 기관 투자자인 M&G Investments가 주도하고 Norrsken VC, Mundi Ventures가 참여한 5,550만 달러 규모의 시리즈 C 라운드를 마감했습니다. 이 자금 조달로 Submer의 기업 가치는 약 5억 유로에 근접했으며, 이는 유니콘 기업으로 나아갈 발판을 마련해 주었습니다.
– 완제품 인프라 운영사 및 InferX (2025년–2026년): 단순한 탱크 제조를 넘어, Submer는 AI-as-a-Service 클러스터를 전용으로 수용하는 플래그십 바르셀로나 56MW 캠퍼스를 중심으로 설계, 구축 및 운영하는 완전 규모의 하이퍼스케일 시설을 위해 InferX와 같은 전용 인프라 법인을 출범시켰습니다.

결정적으로 Submer는 **Open Compute Project (OCP)**를 지지함으로써 시장에서의 우위를 확보했습니다. 오픈 침수 표준을 공동 작성하고 Intel(침수형 Xeon 프로세서의 레퍼런스 사양 설계) 및 Nvidia 서버 생태계와 직접 파트너십을 맺음으로써, Submer는 엔터프라이즈 하드웨어가 인증된 제조사 보증과 함께 출하되도록 했습니다.

AGI의 물리적 한계: 경계열역학이 경쟁을 결정한다

Alan Turing와 J. Robert Oppenheimer에 대한 역사적 초상에서, 우리는 개념적인 과학 혁명이 필연적으로 물질 세계의 물리적 현실과 충돌하는 방식을 살펴보았습니다.

AGI를 향한 경쟁은 피할 수 없는 물리적 한계, 즉 제곱미터당 전력 밀도와 마주했습니다.

추론 모델을 심층적인 테스트 시간 검증 루프(deep test-time verification loops)와 함께 학습시키려면(Silicon Valley에서 탐구된 바와 같이), 가속기들은 고대역폭 메모리 전반에 걸친 상호 연결 지연 시간(interconnect latency)을 최소화하기 위해 현미경적으로 가까이 배치되어야 합니다. 1,000와트급 칩 여덟 개를 컴팩트한 서버 섀시에 밀집시키면 공기가 냉각할 수 없는 열 스파이크가 발생하여 칩 성능 저하(throttling)를 초래합니다.

Submer는 이 장벽을 제거합니다:

1. 전례 없는 컴퓨팅 밀도: 공랭식의 최대치인 15~20 kW와 비교하여, 랙당 100kW 이상의 전력을 가능하게 하여 동일한 바닥 공간에 AI 컴퓨팅 파워를 다섯 배 더 많이 채웁니다.
2. 증발수 제로 폐기물: 전통적인 하이퍼스케일러(hyperscalers)들이 가뭄 기간 동안 냉각탑에서 수백만 갤런의 지방자치단체 식수를 증발시키는 것에 대해 대중의 비난에 직면하는 반면, Submer의 폐쇄 루프 침수 방식은 물을 전혀 사용하지 않습니다.
3. 순환 에너지 및 지역 난방: 유전체 액체(dielectric fluid)에서 회수된 열 에너지는 45°C에서 55°C 사이의 온도에서 열교환기(heat exchangers)를 통과하며, 이는 지방자치단체 지역 난방 네트워크나 상업 농업에 직접 공급하기 이상적인 열 대역폭입니다. 이는 EU AI Act 및 Clarity AI의 환경 보고 의무와 완벽하게 일치합니다.

비교 분석: Datalaria가 프로파일링한 스페인 기술 스타트업들

Submer가 추가되면서, Datalaria의 스페인 딥테크 선구자 포트폴리오는 완전한 소프트웨어, 데이터, 하드웨어 스택을 아우르게 되었습니다:

Submer로부터 얻은 5가지 공학 및 제품 교훈

Submer의 확장 여정은 딥테크 창업가와 하드웨어 엔지니어들에게 지속적인 시사점을 제공합니다:

1. 알고리즘 계층뿐 아니라 물리적 한계에 도전하라

너무 많은 스타트업들이 제3자 API 위에 얇은 소프트웨어 래퍼(wrapper)를 구축하는 데 급급하다. 가장 견고한 기업 해자(moat)는 열역학, 재료 과학, 전력 효율성 같은 물리적 근본 원리에 뿌리를 두고 있다.

2. 지속 가능성을 경제적 우위로 포장하라

Submer가 하이퍼스케일 계약을 따낸 것은 기업의 사회적 책임을 설파했기 때문이 아니다. PUE(Power Usage Effectiveness) 1.03 달성이 운영 비용(OPEX)에서 수천만 달러를 절약하고 물리적 공간에 대한 자본 투자(CAPEX)를 대폭 줄였기 때문에 성공한 것이다. 가장 성공적인 친환경 기술은 경제적으로 무적인 기술이다.

3. 첫날부터 개방형 산업 표준을 고수하라

독점적인 폼 팩터(form factor)는 시장의 저항을 불러온다. _Open Compute Project_를 통해 섀시 치수와 사양을 표준화함으로써 Submer는 글로벌 서버 공급망에 원활하게 연결될 수 있었다.

4. 하드웨어 신뢰성은 인내심 있는 자본을 요구한다

미션 크리티컬한 데이터 센터 인프라를 구축하려면 수년간의 화학적 호환성 시험, 독성 인증, 스트레스 테스트가 필요하다. Planet First나 Norrsken 같은 딥테크 및 임팩트 투자자와의 파트너십은 자본 집약적인 '죽음의 계곡(valley of death)'을 생존하는 데 필수적이었다.

5. 폐열은 배출물이 아닌 자원이다

산업 에너지 전환 시대에 열 폐기물을 대기 중에 방출하는 것은 용납할 수 없다. 따뜻한 유체를 지방 난방 네트워크로 보내는 아키텍처를 설계하는 것은 데이터 센터를 비난받던 에너지 싱크(sink)에서 필수적인 지역 사회 인프라로 변모시킨다.

결론