데이터센터의 Green IT

2008년 IT시장의 가장 큰 이슈는 Green이다. Green IT는 기업 활동, 특히 IT업무를 수행하는 사람들이라면 누구나 한번쯤은 관심을 갖고 들어본 주제일 것이다. 지구 온난화로 환경 생태계가 파괴되고 있으며, 기름값은 끊임없이 치솟고 있어 환경 보호와 에너지절약에 대한 관심과 노력이 그 어느 때보다 높아져 있다.

Green IT가 기업의 핵심

경쟁력지구 온난화 규제 및 방지를 위한 이행방안으로 합의된 교토의정서에서 온실가스 감축 목표치를 규정하였고 각 회원국들은 2008~2012년 사이 온실가스 총배출량을 1990년 수준보다 평균 5.2% 감축해야 한다. 현재 한국은 의무대상국은 아니나 1990년 이후 이산화탄소 배출량 증가가 세계 최고를 기록하고 있기 때문에 앞으로 의무대상국으로 분류될 확률이 높다. 온실가스 배출 감축은 주 배출원인인 에너지 사용을 규제하는 것으로 비용효과 면에서 에너지 사용을 효과적으로 감축할 수 있는 기술을 보유 여부가 기업의 경쟁력을 좌우할 수 있다.

시장조사 기관인 가트너에서는 올해 IT시장의 가장 큰 영향을 줄 10대 기술 중 하나로 그린 IT를 선정하였다. 특히 서버 및 스토리지와 같은 하드웨어의 발전에 따라 이를 운영하기위해 소비되는 전력이 급증하고 있다. 전체 IT운영비용 중 전기료가 차지하는 비중이 50%를 넘고 있으며, 분산되어 있는 IT 환경을 통합 운영하는 데이터센터에 그린 IT의 관심과 노력이 집중되고 있다. IT 시장의 주요 제조기업들의 동향을 살펴보면, IBM의 경우 IT인프라의 에너지 효율을 향상시키기 위해 지난해 발표한 ‘빅그린’ 전략이 있으며, HP는 ‘그린데이터센터’와 차세대데이터센터(NGDC) 솔루션을 보였고, 선마이크로시스템의 ‘Go Green, Go Save’전략을 각각 발표해 기업의 전력비용을 절감하고 에너지를 효율화하는 방안을 제시하고 있다. EMC, 히타치데이터시스템즈 등 스토리지 업체 역시 관련 냉각기술과 효율적인 디스크 사용기술을 활용하여 전기 사용량을 줄이는 기술을 내놓고 있다.

왜 Green 데이터센터인가?

데이터센터에서는 서버, 스토리지, 네트워크 장비가 연중 중단 없이 가동되고 있으며, 이들 장비에서 발생하는 열을 식히기 위해 냉방설비들을 함께 운영하고 있다. 특히 신규 서버 성능이 향상되고 고집적화로 전기 사용량이 급격히 증가하고 있다 이러한 데이터센터 규모의 성장률을 살펴보면, 국내 서버 연평균 증가량은 약 6.6% 수준으로 지속적으로 늘어나고 있으며, 관련 냉방문제 역시 심각한 수준이다. 미국 열관리협회(Thermal Management Consortium)에 따르면, 1992년부터 2005년까지 데이터센터에서 운영되는 대다수 x86급 서버의 발열량은 최대 15배 증가했으며, 데이터센터에서 소비되는 전력사용량의 40~50%가 공조에 쓰인다고 보고 되었다.

이렇게 소비되는 막대한 전력량과 관련 전기료 증가만이 문제는 아니다. 각종 전산 장비에서 발생하는 이산화탄소와 열 때문에 지구 온난화가 증가되는 것을 막기 위해 에너지 효율이 높은 데이터센터를 세우고 운영한다면 환경문제와 비용절감문제를 해결하게 되어 기업이 성장할 수 있는 기회가 되는 것이다. 효율적인 에너지 절감을 위해서는 에너지원에서부터 전원·냉방 설비 및 서버까지 전체 서비스 라이프사이클 관점에서 분석해야 할 것이다. 그린 IT를 위해서는 전원공급과 발열에 관련한 부분을 개선하는 것이 가장 효과적이고 긍정적인 ROI를 기대할 수 있는 점이며, 데이터센터 서비스를 구성하고 있는 서버와 관련 IT장비의 효율적인 구성과 워크로드를 관리하는 것으로 나눌 수 있다.

신규 데이터센터로의 통합

빠르게 발전하는 기술 환경과 신규 비즈니스 요구에 신속히 대응할 수 있는 인프라 환경 구축을 위해 상면, 전력, 냉방 공급능력, 보안문제가 해결되어야 한다. 그러나 기존에 운영되던 데이터센터는 설계부터 이러한 고민이 반영되지 않았기 때문에 단순한 설비교체만으로는 근본적인 문제를 해결할 수 없다. 그런 이유로 신규 데이터 센터를 짓고 데이터 센터를 통합하고 있다. 이러한 추세는 단순히 센터 이전의 의미가 아닌 비즈니스의 전략적 핵심으로서 IT서비스를 유연하게 신속하게 제공하고, 자산을 보호할 수 있는 것이다.

IT인프라의 효율적인 냉방기술 발전

효율적인 에너지 사용을 위한 냉방기술은 서버를 비롯한 데이터센터 전 영역에서 발전하고 있다. 인텔이나 AMD와 같은 프로세서 제조업체에서는 에너지 효율에 초점을 맞춘 칩 셋을 개발하기 위해 노력하며, 서버 제조업체 역시 개선된 전원 공급 장치와 에너지 관리 시스템을 공급하고 있다. 열 관리측면에서 서버에서 발생한 공기 흐름의 효율적인 관리 기술이 계속 발전하고 있으며, 앞으로도 수 년 내에 이런 기술들은 데이터센터의 표준으로 적용될 것으로 전망된다. 이를 위해서는 공기의 흐름과 압력을 모니터링 하고 관리할 수 있는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 툴이 필요할 것이다. 물과 같은 냉매를 이용한 수냉식 기술도 발전하고 있다. 물의 전도율은 공기보다 3,500배의 에너지 효율성을 가지고 있다. 초기 투자비 등의 문제로 아직까지 보편화되지 않았지만 지속적인 기술의 발전으로 수년 내에 수냉식과 공냉식이 혼용된 데이터센터가 등장하게 될 것이다.

- In-Chassis Cooling:냉매를 직접 칩셋에 분사하거나 냉매를 순환하는 방법.

- In-Rack Cooling : Rack안의 Cooling Unit으로 공기를 순환하는 방법.

- In-Row Cooling : 고집적 서버의 냉각을 위해 전원과 냉각을 랙 안에 내장한 모듈 방식의 냉각방식.

가상화로 자원 효율화

가트너 보고서에 따르면 가상화는 2010년까지 IT인프라와 운영의 가장 확실한 트렌드이며, 차세대 데이터센터를 설계하는 데 매우 중요한 영향을 미칠 것이다. 가상화라는 것은 사용자의 물리적 자원과 경계를 통합해 하나의 IT자원으로 추상화하는 개념으로 하드웨어, 운영체계 및 애플리케이션 등 전 IT아키텍처 영역에 적용 가능하며 새로운 서비스 모델을 만들고 있다. 가상화를 활용한 서버통합은 프로세스 성능의 발전으로 비즈니스에서 필요한 워크로드를 수행하고도 남는 유휴 자원을 통합하는 것으로 분산된 자원의 관리, 배포 및 효율적인 사용을 가능하게 한다.

첫째, 비용절감 면에서는 이용률 낮은 서버를 통합하여 이를 유지하는데 필요한 상면, 전원 및 냉방비용을 절감할 수 있다. 둘째, 가상화를 활용한 서버 통합이 생산성 향상으로 연결되게 하기 위해서는 IT조직의 전체적인 서비스 전략의 변화가 필요하다. 서버 통합에 따른 용량계획, 운영 절차 및 서비스 제공 방법에 대한 프로세스의 변경과 검증이 필요하며, 고객에게 Dedicated 서비스를 제공하는 체제에서 Shared 서비스 체계에 따른 SLA와 비용체계 등의 변화가 필요하다.셋째, 소프트웨어 공급업체의 박스 단위의 라이센스 계약에서 가상화를 활용한 서버통합에 따른 다양하고 합리적인 비용정책의 변화가 필요하다.이렇게 가상화를 활용하여 비용을 절감하고 좀 더 다이내믹한 서비스를 제공할 수 있다.

데이터센터 전력 및 냉방관리 시스템

개별 서버단위가 아닌 데이터센터 전체의 전력사용량과 온도, 습도를 실시간으로 확인할 수 있는 BMS(Building Management System)도 필요하다. 이는 네트워크 보안 및 화재까지 통합 관리하여 데이터센터에서 처리하는 전체 시스템의 서비스 워크로드를 모니터링하고 필요한 전력과 냉방을 균형 있게 제공할 수 있게 한다.

그린 데이터센터를 위한 제언

미래의 데이터센터는 전체적인 관점에서 IT인프라 자원과 데이터센터의 물리적인 특성을 살린 실시간 통합관리를 위한 전략수립이 선행되어야 한다. 먼저 서버 볼륨과 밀도의 증가에 대응하는 전력 및 냉각 용량의 최적화를 위한 데이터센터의 설계, 구축, 레이아웃 등을 고려해야 하며, 이를 실시간으로 모니터링하고 통제 할 수 있는 시스템을 갖춰야 한다.둘째, 에너지 효율과 친환경적 관점에서 전력공급 및 냉각 사용량을 점검하고 지표화해 관리해야 한다. 셋째, 콘솔리데이션과 가상화를 확대하여 IT자원을 최적화하여야 한다.마지막으로, 그린 데이터센터를 구현하기 위해 에너지 효율성에 기반한 투자계획을 수립해야 한다.이제 데이터센터 구축 및 운영시 Green IT는 선택이 아닌 필수이다. 에너지 효율과 최적화된 자원사용관점으로 새로운 접근방법의 개발과 지속적인 노력이 필요하다.
 - Beyond Promise 6월호(글_ 전왕근 LG CNS 인프라서비스부문)