데이터 센터 조정으로 미국에서 76GW의 새로운 전력 용량 확보 가능

기술 기업, 데이터 센터 개발업체, 전력 유틸리티 회사들은 AI의 전례 없는 성장에 직면하여 미국 내 전기 수요가 폭주할 가능성에 대해 불안해하고 있습니다.

이러한 우려 속에서 이번 주에 발표된 새로운 논문은 데이터 센터 운영자 및 기타 대규모 전력 사용자들이 사용량을 아주 조금만 줄인다면 상황이 그렇게 심각하지 않을 수 있음을 시사합니다.

그리드(grid)에서 끌어오는 전력을 최대치의 90%로 몇 시간 동안 제한하는 것만으로도, 연간 총 약 하루에 걸쳐 새로운 사용자들은 미국에서 76기가와트(GW)의 용량을 확보할 수 있습니다. 골드만삭스(Goldman Sachs)에 따르면 이는 전 세계 모든 데이터 센터가 사용하는 양보다 많은 규모입니다. 이 숫자를 가늠해 보자면, 미국의 최대 수요의 약 10%에 해당합니다.

데이터 센터가 사용을 더 줄인다면, 점진적으로 더 많은 용량을 확보할 수 있습니다.

이러한 프로그램은 전혀 새로운 것은 아닙니다.

수십 년 동안 유틸리티 회사들은 쇼핑몰, 대학, 공장과 같은 대규모 전력 사용자들에게 무더운 여름날처럼 수요가 최고조에 달했을 때 사용량을 줄이도록 장려해 왔습니다. 이러한 사용자들은 에어컨을 낮추거나 물을 많이 사용하는 기계를 몇 시간 동안 끄는 방식으로 대응할 수 있으며, 그 대가로 유틸리티 회사로부터 청구서에 크레딧(credit)을 받게 됩니다.

데이터 센터는 대체로 관망하는 입장이었으며, 고객들을 위해 가동 시간과 성능 수준을 유지하는 것을 선택해 왔습니다. 이 연구는 데이터 센터가 유연성을 가질 잠재력이 있기 때문에 이상적인 수요 반응 참여자가 될 수 있다고 주장합니다.

연구에 따르면 데이터 센터가 전력 사용량을 줄일 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 하나는 시간적 유연성(temporal flexibility)으로, 컴퓨팅 작업을 수요가 낮은 시간대로 옮기는 것입니다. 예를 들어, AI 모델 훈련은 짧은 전력 제한(curtailment)을 수용하도록 쉽게 재조정될 수 있습니다.

또 다른 방법은 공간적 유연성(spatial flexibility)으로, 기업들이 높은 수요를 경험하지 않는 다른 지역으로 컴퓨팅 작업을 옮기는 것입니다. 데이터 센터의 경우에도 운영자들은 부하를 통합하고 서버 일부를 종료할 수 있습니다.

만약 작업이 임무상 중요하여 지연시키거나 옮길 수 없다면, 데이터 센터 운영자는 항상 대체 전원 공급원을 활용하여 모든 전력 제한을 보충할 수 있습니다. 배터리는 이 용도에 이상적입니다. 왜냐하면 적당한 규모의 설치 시설만으로도 거의 즉각적으로 몇 시간 동안 전력을 공급할 수 있기 때문입니다.

일부 기업들은 이미 이러한 임시 버전(ad hoc versions)에 참여했습니다.

Google은 원래 배출량 감축을 위해 개발된 탄소 인식 컴퓨팅 플랫폼(carbon-aware computing platform)을 활용하여 수요 반응(demand response)이 가능하도록 했습니다. Enel X는 데이터 센터와 협력하여 무정전 전원 공급 장치(UPS, uninterruptible power supplies)의 배터리를 활용해 그리드를 안정화했습니다. 그리고 PG&E는 운영자들이 수요 반응 프로그램에 참여하는 데 동의할 경우 데이터 센터를 그리드에 더 빨리 연결해주겠다고 제안하고 있습니다.

이러한 조정만으로는 새로운 전원 공급원의 필요성을 완전히 없애지는 못할 것입니다. 하지만 이는 잠재적으로 재앙적인 상황—모든 신규 AI 서버의 절반이 충분한 전력을 받지 못하는 상황—을 더 쉽게 해결될 수 있는 상황으로 바꿀 수도 있습니다.