그린 데이터 센터란 무엇인가요?
그린 데이터 센터 또는 지속 가능한 데이터 센터는 IT 인프라를 수용하고 에너지 효율적인 기술을 사용하여 에너지 사용을 최적화하고 환경에 미치는 영향을 최소화하는 시설입니다.
조직은 에너지 및 자원 효율성 향상, 인프라 수명 연장, 데이터 센터 비용 절감, 탄소 배출 최소화를 위해 그린 데이터 센터를 활용합니다. 이를 위한 한 가지 방법은 물리적 장비와 컴퓨팅 시스템에서 발생하는 열을 재활용하는 것입니다. 그린 데이터 센터는 또한 태양광이나 풍력과 같은 재생 에너지원을 활용하는 경우가 많습니다. 가장 중요한 목표는 지능적인 에너지 접근 방식을 통해 데이터 센터의 효율성과 환경 지속가능성을 최우선으로 하는 것입니다.
데이터 센터의 지속가능성은 조직의 리소스 사용을 최적화하고 장기적인 실행 가능성을 촉진하는 데 있어 중요한 부분입니다. 에너지 효율적인 조치를 채택하면 조직이 데이터 센터의 전체 에너지 소비를 줄여 비용을 절감할 수 있습니다.
조직은 데이터 센터에서 가상화, 에너지 효율적인 하드웨어 및 재생 가능한 에너지원과 같은 기술을 수용함으로써 에너지 사용을 최적화하고 낭비를 최소화하며 비용을 절감할 수 있습니다.
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조직은 오랫동안 기존 데이터 센터에 수반되는 에너지 소비 문제로 인해 운영 비용 증가와 환경에 미치는 영향에 대해 고민해 왔습니다.1 이러한 시설에는 일반적으로 컴퓨팅, 네트워킹 및 데이터 저장 기능을 위해 상당한 양의 전력을 사용하는 수많은 서버(및 기타 IT 장비)가 있습니다.
에너지 효율성 측정
전력 사용 효율성(PUE)
데이터 센터의 효율성을 평가하는 데 사용되는 메트릭 중 하나는 전력 사용 효율성(PUE)입니다. PUE와 탄소 사용 효율성(CUE)은 에너지 효율성 향상에 중점을 둔 비영리 협회인 The Green Grid에서 개발한 지표입니다.
PUE는 총 데이터 센터 에너지 소비량을 IT 장비에 특별히 사용되는 에너지의 양으로 나누어 계산합니다. 몫이 1에 가까울수록 효율성이 높습니다. PUE는 현재 효율성을 측정하고 데이터 센터 변경 사항이 효율성에 미치는 영향을 측정하는 데 효과적인 툴입니다.
탄소 사용 효율성(CUE)
탄소 사용 효율성은 탄소 배출과 관련하여 데이터 센터의 지속가능성을 평가하는 데 사용됩니다. 공식: CUE = 총 데이터 센터 에너지로 인한 CO2 배출량을 IT 컴퓨팅 장비의 에너지 소비량으로 나눈 값
효율적인 데이터 센터의 설계, 개발 및 운영에는 다양한 전략과 구성 요소가 사용됩니다.
그린 데이터 센터는 건설에 필요한 전체 물리적 공간을 최소화하기 위해 컴팩트하고 효율적인 설계를 우선시합니다. 데이터 센터 설계에 대한 이러한 접근 방식은 리소스를 절약할 뿐만 아니라 시설의 환경 발자국을 줄이는 데도 도움이 됩니다.
그린 데이터 센터는 건물 프로세스 자체가 유해 물질이 환경으로 방출되는 것을 최소화하는 데 도움이 되는 저배출 자재와 관행을 선택합니다. 그린 데이터 센터는 건설 및 운영 전반에 걸쳐 에너지 효율적인 인프라 요소를 통합합니다. 조명 시스템에서 건설 기계에 이르기까지 실무자들은 에너지 소비를 줄이고 지속가능성을 높이기 위해 노력합니다.
또한 그린 데이터 센터는 자재를 재활용하고 폐기된 품목을 책임감 있게 관리하는 데 중점을 두고 건설 폐기물을 최소화하기 위한 전략을 구현합니다.
효율적인 냉각 시스템은 데이터 센터 내에서 에너지 소비 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 기존 시설에서는 서버를 냉각하고 과열을 방지하기 위해 에어컨 시스템을 사용하는 경우가 많습니다. 그러나 이러한 시스템은 에너지 집약적일 수 있어 전체 전력 사용량에 크게 기여할 수 있습니다. 액체 냉각 또는 정밀 냉각과 같은 고급 냉각 기술을 구현하면 온도 제어를 최적화하고 기존 에어컨의 작업 부하를 줄여 에너지 효율성을 개선하는 데 도움이 됩니다.
공랭식에서는 차가운 공기가 장비 주변을 순환하여 열을 흡수합니다. 공기 냉각은 소규모 데이터 센터에 적합한 기존의 비용 효율적인 방법이지만 고밀도 열 부하로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다.
액체 냉각은 액체(주로 물)를 사용하여 열을 전달하고 발산합니다. 액체 냉각은 고밀도 열 처리 효율성을 높여 정확한 온도 제어를 제공하고 에너지 소비를 줄입니다. 그러나 여기에는 전문적인 인프라와 유지 관리가 필요합니다.
데이터 센터의 지속가능성을 강화하기 위한 한 가지 혁신적인 접근 방식은 추가적인 에너지 이점을 위해 폐열을 사용하는 것입니다. 데이터 센터는 폐열을 단점으로 생각하지 않고 유익한 용도로 사용합니다.
한 가지 방법은 열병합 발전 또는 열병합 발전(CHP)으로, 폐열을 포집하여 추가 전기를 생산하거나 다른 공정에 난방을 공급하는 것입니다. 이를 통해 전반적인 에너지 효율성을 개선하고 데이터 센터 내에서 생성되는 에너지의 활용도를 극대화할 수 있습니다.2
열기 통로 및 냉기 통로 봉쇄 전략은 데이터 센터에서 보다 효율적인 냉각을 촉진하는 데도 도움이 될 수 있습니다. 이러한 전략에는 공기 흐름을 최적화하고 뜨거운 공기와 차가운 공기의 혼합을 최소화하기 위해 서버 랙을 구성하는 것이 포함됩니다. 열기 통로 봉쇄 설정에서 서버 랙은 서로 마주 보고 있으며, 뜨거운 배기 공기는 봉쇄된 통로로 향합니다.
냉기 통로 봉쇄는 냉기 흡입구가 서로 마주 보도록 서버 랙을 배치하여 봉쇄된 냉기 통로를 만듭니다. 냉기 통로 봉쇄는 냉각 효율을 개선하고 냉각 시스템의 작업 부하를 줄이며 보다 예측 가능하고 균일한 온도 분포를 보장하는 데 도움이 됩니다. 이는 데이터 센터 운영의 전반적인 에너지 절감에 기여합니다.3
그린 데이터 센터는 Responsible Computing, 즉 워크로드 및 리소스 사용의 최적화를 강조합니다. 이렇게 강조함으로써 낭비되는 공간을 줄이거나 없애고 조직이 인프라 리소스를 보다 에너지 효율적으로 사용할 수 있도록 도울 수 있습니다.
재생 가능 에너지원을 데이터 센터의 전력 공급에 통합함으로써 지속가능성 목표를 달성하고 이러한 시설이 환경에 미치는 영향을 줄이는 것은 중요한 단계입니다. 연소 시 온실가스를 배출하는 화석 연료와 같은 기존 전력원에서 태양열, 풍력 또는 수력 발전과 같은 재생 가능 에너지원으로 전환함으로써 데이터 센터는 비재생 에너지에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
이러한 전환은 기후 변화에 대응하기 위한 광범위한 노력에 발맞추고 더 깨끗하고 지속 가능한 에너지 믹스를 촉진합니다. 탄소 배출량을 줄이고 탄소 발자국을 최소화하는 것은 보다 지속 가능한 데이터 센터 운영을 위한 기본 목표입니다.
지속 가능한 데이터 센터는 친환경 실천의 일환으로 IT 장비의 재사용과 최적화를 강조합니다. 이러한 센터는 하드웨어를 폐기하거나 교체하는 대신 업그레이드, 개조 및 효율적인 유지보수를 통해 IT 장비의 수명을 연장합니다.
지속 가능한 데이터 센터는 책임 있는 재활용 관행에 중점을 둡니다.4 하드웨어의 작동 수명이 다한 경우 책임 있는 재활용을 통해 위험 물질을 적절히 폐기하고 재활용 이니셔티브를 위해 재사용 가능한 구성 요소를 회수할 수 있습니다.
데이터 센터 인프라 관리에는 이러한 많은 이니셔티브가 포함됩니다. DCIM은 배전, 냉각 시스템 및 IT 자산을 포함한 데이터 센터 인프라의 다양한 측면을 모니터링하고 관리할 수 있는 중앙 집중식 플랫폼을 제공합니다.
DCIM 툴은 데이터 센터 내 에너지 사용량을 지속적으로 추적하고 분석하여 전력 소비를 모니터링합니다. 데이터 센터 운영자는 고급 모니터링 툴을 사용하여 서버, 냉각 시스템 및 조명을 포함한 다양한 구성 요소의 전력 분배 및 사용에 대한 인사이트를 얻을 수 있습니다. 이러한 실시간 가시성을 통해 비효율성을 사전에 파악하고 최적화 전략을 구현할 수 있습니다.
인증은 데이터 센터 내에서 지속 가능한 관행을 인정하고 장려하는 데 중추적인 역할을 합니다. 주요 자격증 및 협회는 다음과 같습니다.
에너지 및 환경 설계 리더십(LEED)
LEED는 환경적으로 책임감 있는 건물 및 운영 관행에 대한 노력을 강조하는 인증입니다. LEED 인증을 받으려면 에너지 효율성, 물 사용량, 자재 선택 및 전반적인 환경 영향과 관련된 특정 기준을 충족해야 합니다.
Energy Star
Energy Star는 미국 환경 보호국(EPA)과 미국 에너지부(DOE)가 에너지 효율성을 증진하기 위해 제정한 프로그램입니다. 이 라벨이 부착된 제품은 해당 기관에서 정한 에너지 효율 기준을 충족하거나 초과하는 제품입니다. 에너지 소비를 크게 줄이면서 기능과 품질을 유지하는 데 중점을 둡니다.
The Green Grid
The Green Grid는 데이터 센터 및 비즈니스 컴퓨팅 환경의 에너지 효율성을 개선하는 데 중점을 둔 비영리 협회입니다. 2007년에 설립된 The Green Grid는 IT 전문가, 공급업체, 최종 사용자를 포함한 업계 전문가들이 모여 데이터 센터 운영이 환경에 미치는 영향을 공동으로 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 이 조직은 데이터 센터 업계 전반에서 지속 가능한 관행을 장려하고 에너지 효율성을 향상하기 위한 리소스, 지침 및 표준을 제공합니다.
클라우드 컴퓨팅은 여러 사용자가 동일한 물리적 서버와 애플리케이션을 공유할 수 있기 때문에 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 클라우드 컴퓨팅의 긍정적인 영향은 보장되지 않으며, 여러 가지 요인에 따라 달라질 수 있습니다.
클라우드 컴퓨팅의 이점 중 하나는 클라우드 서비스 제공업체가 운영하는 중앙 집중식 데이터 센터에 컴퓨팅 리소스를 통합할 수 있게 해준다는 것입니다. 이러한 통합을 통해 리소스를 보다 효율적으로 사용할 수 있기 때문에 온프레미스에서 자체 서버를 운영하는 개별 비즈니스와 관련된 전체 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.
클라우드 제공업체는 워크로드를 최적화하고, 리소스를 동적으로 할당하고, 에너지 효율적인 기술을 구현하여 에너지 절약에 더욱 대규모로 기여할 수 있습니다. 에너지 효율적인 하드웨어와 냉각 기술은 이러한 이점의 규모를 결정하는 데 큰 도움이 됩니다.
클라우드 컴퓨팅의 부상은 글로벌 데이터 센터의 성장과 상당한 에너지 소비에 큰 영향을 미쳤습니다. 2023년 미국 데이터 센터 시장 개요 보고서에 따르면, 2020년대 말의 데이터 센터 전력 소비량은 AI 및 머신 러닝 지원 랙에 대한 수요 때문에 2022년의 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.5 클라우드와 데이터를 교환하는 것 또한 에너지 집약적인 프로세스이며, 특히 데이터 센터가 사용자와 멀리 떨어져 있는 경우 더욱 그렇습니다.
긍정적인 영향을 미치려면 조직은 워크로드 최적화를 강조하고 리소스를 효율적으로 사용하고 유휴 낭비를 방지하는 것을 클라우드 전략의 우선순위로 삼아야 합니다. 사용자와 가까운 곳에 위치한 데이터 센터 스토리지 및 서버의 분산 네트워크를 갖춘 공급업체를 이용해야 합니다. 이렇게 하면 데이터 전송에 드는 에너지 비용을 줄일 수 있습니다. 또한 조직은 에너지 효율적인 하드웨어 및 인프라에 투자(또는 이를 제공하는 공급업체와 협력)하고 데이터 전송 효율성을 강조해야 합니다.
전반적인 영향은 클라우드 공급자의 데이터 센터 운영의 에너지 효율성에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 친환경 에너지 전략을 추구하고자 하는 조직은 이 점을 명심해야 합니다.
그린 데이터 센터는 에너지 소비, 환경에 미치는 영향, 그리고 지속가능성과 관련된 증가하는 우려를 해결하는 데 기여합니다. 또한 그린 데이터 센터는 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.
- 비용 절감: 그린 데이터 센터는 에너지 효율성 향상과 리소스 최적화를 통해 운영 비용 절감에 기여합니다.
- 환경에 미치는 영향 감소: 그린 데이터 센터는 건설과 운영에 친환경적인 관행을 도입하여 탄소 발자국을 줄이고, 전자 폐기물을 최소화하며, 천연자원을 보존하는 데 도움을 줍니다.
- 에너지 효율성 향상: 그린 데이터 센터는 전력을 덜 사용하므로 전체 에너지 소비와 관련 환경 영향을 줄입니다.
- 지속가능성 향상: 장비 재사용, 책임 있는 재활용, 지속 가능한 건설에 중점을 두면 데이터 센터의 장기적인 지속가능성을 보장하는 데 도움이 됩니다.
리소스
각주
모든 링크는 ibm.com 외부에 있습니다
1"기후 변화에 따른 재생 에너지의 비용, 환경 영향 및 복원력: 검토", Ahmed I. Osman, Lin Chen, Mingyu Yang, Goodluck Msigwa, Mohamed Farghali, Samer Fawzy, David W. Rooney & Pow-Seng Yap, Springer Link, 2022년 10월 28일
2"열병합 발전의 기본", Energy.gov
3"그린 파워 파트너십", EPA.gov
4"재사용, 리퍼브, 재활용: 순환 경제 사고와 데이터 센터 IT 자산", Dan Swinhoe, Data Center Dynamics, 2022년 3월 8일
5"Newmark: 미국 데이터 센터 전력 소비가 2030년까지 두 배로 증가할 것으로 예상", Matthew Goodwin, Data Center Dynamics, 2024년 1월 15일