데이터 탈탄소화 보고서
AI 시대의 지속가능한 데이터 센터와 관련된 과제 및 솔루션.
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전 세계적으로 데이터 집약형 인공지능(AI) 기술의 도입이 가속화됨에 따라, 데이터 센터는 전례 없는 에너지 수요와 탄소 발자국 증가라는 도전과제에 직면하고 있다. 데이터 센터 기업은 컴퓨팅 파워(compute power)와 스토리지 용량을 키우고 총소유비용(TCO) 목표를 달성하는 동시에 점점 확대되고 있는 환경적 우려에 대응해야 한다.
맥킨지(McKinsey)1에 따르면, 데이터 센터의 전력 수요는 2030년 말까지 3배 증가할 것으로 예상된다. 맥킨지는 “폭증하는 컴퓨팅 및 데이터 수요가 컴퓨팅 성능의 향상과 전력 소비 대비 칩 효율성 저하로 인해 더욱 가속화되고 있다”고 밝혔다.
세계 유수의 데이터 센터에 스토리지를 제공하는 글로벌 스토리지 리더인 씨게이트는 데이터 센터의 지속가능성과 비용 효율적인 스토리지 수요에 대한 논의에 앞장서고 있다. 씨게이트는 그간의 경험을 통해 총소유비용 목표와 지속가능성 목표가 상충되는 것이 아니라 오히려 같은 목표가 될 수 있다는 점을 잘 이해하고 있다.
총소유비용과 지속가능성 간의 연관성을 깊이 이해하기 위해 씨게이트는 데이터 센터 전문가들을 대상으로 설문조사를 진행했다. 본 보고서는 데이터 센터가 직면한 지속가능성 문제에 대한 인식의 격차와 이러한 문제가 전체 공급망에 미치는 영향을 조명한다. 도출된 시사점을 통해 성장과 환경 목표를 동시에 달성할 수 있는 의사결정을 지원하고자 한다.
둘 중 하나만 선택해야 할 필요는 없다.
씨게이트의 본 보고서는 독립된 연구 기관인 다이나타(Dynata)에서 수행한 글로벌 연구를 기반으로 하며, 글로벌 커뮤니케이션 컨설팅 회사인 커런트 글로벌(Current Global)에서 조사를 진행했다.
본 연구는 정성적 및 정량적 조사를 병행해 AI로 인해 가중되고 있는 데이터 센터의 지속가능성 부담과 운영 효율성 향상 기회에 대해 분석했다.
본 연구는 미국, 독일, 중국, 일본의 데이터 스토리지 및 인프라 분야 수석 전문가 5인을 대상으로 한 심층 정성 인터뷰를 포함한다. 인터뷰 대상자들은 모두 데이터 센터 기획, 운영, 지속가능성 분야에서 10년 이상의 경력을 보유하고 있어 업계가 직면한 도전과제와 최신 트렌드에 대한 깊이 있는 인사이트를 제공했으며, 해당 내용을 반영해 글로벌 정량 조사를 설계했다.
설문 조사는 호주, 중국, 프랑스, 독일, 인도, 일본, 북미, 싱가포르, 한국, 대만, 영국 등 11개 시장의 데이터 센터 전문가 330명을 대상으로 진행됐다. 응답자는 최소 50테라바이트 이상의 스토리지를 관리하는 기업 소속으로, 대부분 최대 5페타바이트 용량의 스토리지를 관리하고 있다. 응답자는 데이터 스토리지 기업 및 스토리지 솔루션을 공급 또는 제공하는 조직의 최고정보책임자(CIO), 최고기술책임자(CTO), IT 부사장, 디렉터, 임원, 최고운영책임자(COO), 사업부 책임자, 스토리지 아키텍트, 솔루션 아키텍트 등으로 구성됐다.
본 연구는 데이터 센터의 효율성과 지속가능성에 대한 현황을 다루며, 업계 리더가 비즈니스 성장을 도모하면서도 지속가능한 의사결정을 내릴 수 있도록 데이터 기반 인사이트를 제공하는 것을 목표로 한다.
씨게이트는 지난 45년간 45억 테라바이트 이상의 데이터 용량을 출하했으며, 확장 가능한 대용량 스토리지 분야의 글로벌 선도 기업이다.
데이터 센터는 오늘날 AI 경제의 핵심 인프라다. 현대 사회에서 AI 기술의 빠른 도입은 데이터 센터에 전례 없는 에너지 수요와 탄소 발자국 증가라는 부담을 초래하고 있다. 이번 설문조사 결과는 다음 두 가지 사실을 명백히 보여준다.
이는 에너지 수요의 증가와 상응한다. 전기전자공학자협회(IEEE)에 따르면, 2022년 0.3%에 불과한 데이터 센터의 에너지 수요가 2030년까지 크게 증가해 전 세계 탄소 배출량의 최대 8%를 차지할 것으로 예상된다.
AI 혁신에 발맞추기 위해 기업은 데이터 인프라를 확장하는 동시에 지속가능성 의무를 지켜야 한다. 점점 더 많은 기업이 데이터 센터를 비용 효율적이고 지속가능하게 운영해야 한다는 기대와 규제 요건에 직면하고 있다. 하지만 데이터 센터가 더 많은 에너지를 소비할수록 탄소 발자국을 줄이는 것이 더욱 어려워지기 때문에 두 가지 기대에 모두 부응하는 것은 쉽지 않다.
이런 이유로 총소유비용은 종종 지속가능성 목표와 상충하는 요소로 인식되기도 한다. 본 보고서의 기반이 된 설문조사에서는 다음과 같은 사실을 확인했다.
그럼에도 불구하고, 설문의 다른 결과는 총소유비용과 지속가능성이 반드시 상충되는 요소가 아님을 분명히 보여준다. 실제로 두 요소는 종종 일치하며, 운영 효율성과 환경 영향 저감이라는 두 가지 목표를 동시에 달성할 수 있는 기회를 제공한다.
본 연구에서는 총소유비용과 지속가능성 목표를 동시에 반영하는 다음 다섯 가지 요소가 데이터 센터 운영에 큰 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 요소는 다음과 같다.
에너지 소비: 높은 에너지 사용은 운영 비용과 탄소 배출량을 동시에 증가시키며, 응답자의 53.5%가 이를 주요 우려사항으로 꼽았다.
원자재 수요: 데이터 센터 인프라 구축에 필요한 많은 양의 원자재를 핵심 이슈로 지목한 응답자가 49.5%에 달했다.
물리적 공간 제약: 45.5%에 가까운 응답자들이 한정된 공간으로 인한 재정적·물류적 부담을 강조했다.
인프라 비용: 지속가능한 인프라 구축에 드는 높은 건설 비용(28.5%)과 데이터 센터 구성 요소의 취득 비용(27%)이 자본 지출(CapEx)에 큰 영향을 미치는 요소로 꼽혔다.
수명 주기 연장: 92% 이상의 응답자가 스토리지 장비의 수명 주기 연장이 중요하다고 답했으며, 교체 및 유지보수 비용 절감을 위한 내구성을 강조했다. 반면, 데이터 스토리지 인프라나 장비 구매 시 수명 주기 연장을 최우선 고려 요소로 본 비율은 15.5%, 내구성을 중요 요소로 선택한 비율은 12.1%에 그쳤다.
이러한 우려는 자본 지출과 운영 비용을 모두 포함하는 총소유비용의 다면적인 성격을 부각시키며 지속가능성과도 직결된다. 에너지 효율성을 개선하면 탄소 배출과 운영 비용을 동시에 줄일 수 있으며, 장비 수명을 연장하면 전자 폐기물과 원자재 수요를 최소화할 수 있다.
물론 지속가능성은 총소유비용 계산을 더욱 복잡하게 할 수도 있다.
일례로 전력 소비는 총소유비용 계산에 본질적으로 포함되는 요소이나, 친환경 에너지원은 초기 비용이 더 높을 수도 있다. 이러한 경우, 조달하는 에너지의 특성에 초점을 맞추면 이미 복잡한 비용 효율성 문제에 비용 및 효율성 문제가 더해진다.
AI 사용이 증가함에 따라 데이터 생성량도 급증하고 있으며, 이에 따라 조직은 끊임없이 증가하는 데이터를 저장할 더 많은 공간을 필요로 한다. 그러나 많은 기업들이 공간 제약 문제에 직면해 있고 이는 지속가능한 스토리지 솔루션을 확장하고 구현하는 데 큰 장애물이 된다. 또한, 지속가능한 인프라 구축에 드는 높은 초기 비용 역시 발전을 저해하는 장애물로 작용한다.
지속가능한 데이터 센터 운영을 가로막는 가장 큰 세 가지 장애요인을 묻는 질문에 대해, 응답자들은 물리적 공간 부족(45.5%), 스토리지 인프라 구축 비용(28.5%), 데이터 센터 구성 요소 취득 비용(27%)을 꼽았다.
이러한 장애요인으로 인해, 조직들은 급증하는 데이터 양을 수용하기 위해서 아래 세 가지 방법 중 하나를 선택해야 한다.
각 선택지는 총소유비용과 지속가능성 측면에서 타협이 필요하다.
설문 조사에 따르면, 기업들이 지속가능성과 총소유비용 목표를 동시에 달성할 수 있는 다양한 전략을 점점 더 많이 채택하고 있는 것으로 나타났다.
재생 에너지원: 응답자의 약 62%가 자사의 데이터 인프라를 운영하는 데 재생 에너지를 사용하고 있다고 답했다.
재생 에너지 인프라: 응답자의 약 58%는 자사에서 재생 에너지 인프라에 투자하고 있다고 밝혔다.
AI 기반 스토리지 및 지속가능성 운영: 전체 응답 조직 중 55.5%는 스토리지 운영을 최적화하고 지속가능성 모니터링을 강화하기 위해 AI 기반 시스템을 도입하고 있다고 답했다.
하지만 이러한 노력에도 불구하고, 많은 기업이 높은 인프라 및 구성 요소 비용과 공간 제약 문제로 어려움을 겪고 있다.
앞으로 나아갈 길
이러한 과제를 해결하기 위해서 업계는 총소유비용과 지속가능성에 접근하는 방식을 전환해야 한다. 두 요소는 점점 더 밀접하게 연결되고 있다. 지속가능성 목표가 총소유비용 계획을 복잡하게 만드는 경우 전체 생태계 전반에 걸쳐 다음 요소들에 초점을 맞춰야 한다.
AI로 인해 가중된 데이터 센터의 지속가능성 문제는 데이터 센터 관행에 대한 혁신적이고 총체적인 사고를 요구한다. 특히 이는 운영 중 발생하는 탄소 배출(스코프2 및 스코프3)을 넘어 업스트림 추출, 생산, 운송, 자재 구성, 제조, 포장, 유통 등 제품 수명 주기의 다양한 단계에서 발생하는 탄소(스코프 3), 즉 내재된 탄소(embodied carbon)에 대한 평가도 고려해야 한다.
애플리케이션의 급증이 데이터 센터의 성장을 촉진함에 따라, 공급망 전반에 걸친 협업과 혁신은 지속가능하고 보다 효율적인 데이터스피어를 달성하는 데 핵심이 될 것이다.
오늘날의 AI 기반 경제에서는 스마트 기술의 빠른 도입으로 인해 데이터 저장 수요가 급증하고 있다. 설문 응답자의 97% 이상은 AI가 스토리지 수요에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상했다. 하지만 데이터 센터 에너지를 소비하고 탄소를 배출하기 때문에 데이터는 항상 탄소 발자국을 남기게 된다.
AI에 의해 가속화된 데이터 스토리지 수요 증가는 데이터 센터의 탄소 발자국 증가와 직접적으로 연결되어 있다. 데이터의 양이 증가함에 따라 이를 유지하는 데 필요한 에너지 소비도 증가한다. 물론, AI의 에너지 수요는 단순히 데이터 스토리지를 넘어서 컴퓨팅, 네트워크, 데이터 처리 등 에너지를 대량으로 소비하는 다양한 영역에서 발생한다.
전체 공급망도 중요한 요소다. AI에 사용되는 특수 프로세서 및 하드웨어 등의 부품 제조에는 에너지와 자원이 많이 소모되며, 해당 부품의 내재된 탄소(제품 수명 주기 중 업스트림 추출, 생산, 운송, 자재 구성, 제조, 포장, 유통 등 다양한 단계에서 발생하는 온실가스 배출량)가 증가된다. 결과적으로 AI 시스템의 생산과 운영 모두 탄소 발자국에 기여해 데이터 센터가 직면한 환경 문제를 심화시킨다.
AI라는 새로운 수요에 대응해, 데이터 센터는 지속가능성과 탈탄소화를 우선순위에 두기 시작했다. 설문 응답자의 대부분인 약 94.5%가 데이터 스토리지 운영의 탄소 발자국을 줄이기 위해 노력하고 있다고 답했다.
설문조사에 따르면 기업들은 환경 발자국을 줄이기 위해 주로 재생 에너지를 채택하고 있는 것으로 나타났다.
기업의 또다른 다른 전략은 클라우드로의 전환이다. 응답자의 거의 절반(47% 이상)은 데이터를 클라우드 시스템으로 이전하는 것이 자사 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 된다고 답했다. 클라우드 서비스 제공업체는 업계 최고 수준의 관행과 인프라를 기반으로 하기 때문에, 데이터 운영의 환경 영향을 줄이는 데 분명 강점을 지니고 있다.
하지만 이 전략을 도입하려는 기업은 클라우드로의 전환이 환경 영향을 없애는 것이 아니라, 단순히 책임을 전가하는 것으로 보일 수도 있다는 점을 유념해야 한다. 클라우드 제공업체가 데이터 센터를 더 효율적으로 운영할 수는 있지만 환경적 부담이 개별 기업에서 클라우드 제공업체로 전가되는 것에 불과하기 때문에 클라우드 제공업체 역시 에너지와 자원 수요를 관리해야 한다. 즉 클라우드 제공업체와 고객이 협력해 데이터의 탄소 발자국을 줄이고자 협업하는 등 지속가능성에 대한 총체적인 접근 방식이 필요하다는 점이 매우 중요하다.
보다 지속가능한 데이터 스토리지 운영으로의 전환 과정에서 기업들은 물리적 공간 제약, 비용, 높은 에너지 소비, 효과적인 평가 등 여러 중대한 과제에 직면한다.
지속가능한 데이터 센터 운영을 가로막는 세 가지 주된 장애 요인은 물리적 공간 부족(45.5%), 저장 인프라 구축 비용(28.5%), 데이터 센터 구성요소 취득 비용(27%)이다.(도표 2 참조)
예상대로, 전체 응답자의 45.5%가 ‘물리적 공간 부족’을 최우선 장애 요인으로 꼽아 신규 인프라 구축을 위한 공간 부족과 같은 물리적 제약이 가장 큰 과제로 나타났다. 데이터 센터의 물리적 공간을 추가로 확보하는 것은 많은 자원과 희토류 광물을 소비하고 온실가스를 배출하는 대규모 건설 활동을 수반하기 때문에 직접적인(스코프 1) 온실가스 배출을 크게 증가시킬 수 있다.
설문조사는 a) 동일 공간 내 확장에 따른 비용 증가, b)신규 부지 건설(많은 비용이 필요하며 a에 비해서도 큰 비용이 드는 경우도 있다), 혹은 c) 클라우드로의 데이터 이전(지속가능성에 대한 부담을 클라우드 공급망으로 전가한다) 중 하나를 선택해야 하는 딜레마를 고려할 때, 기존 공간을 최적화하는 혁신적인 솔루션이 필요함을 시사한다.
스케일 업이 매력적인 선택이 될 수 있는 이유는 다음과 같다.
더 많은 서버, 스토리지 장치, 네트워크 장비를 수용해야 하는 상황은 공간 부족 문제를 심화시킨다. 특히 공간이 부족한 도심 지역에서는 신규 데이터 센터 건설에 적합한 장소를 찾는 것이 어렵다. 싱가포르, 일본, 대만, 프랑스, 독일 등 여러 국가는 데이터 센터의 수와 위치에 제한을 두고 있다. 이러한 규제는 데이터 센터 자원 확대의 이점과 환경 보호 및 효율적인 토지 이용 사이의 균형을 맞추기 위한 것으로, 증가하는 데이터 스토리지 수요를 충족하기 위한 혁신적인 솔루션이 필요하다.
친환경 인프라의 구축 및 유지에 드는 높은 비용 역시 지속가능한 솔루션 도입의 큰 장애 요인으로 남아 있다. 해당 비용에는 재생에너지에 대한 초기 투자와 지속가능한 IT 인프라에 필요한 지속적인 비용이 포함된다.
본 설문 결과에 따르면 전 세계 설문 응답자들은 보다 지속가능한 데이터 스토리지 운영을 위해 평균 약 49억 달러의 투자가 필요할 것으로 전망했다. 해당 수치에 구체적인 예산 데이터는 없지만, 이 규모 자체로 문제의 심각성을 알 수 있으며 이를 해결하기 위해 상당한 관심과 시간, 자원이 요구된다는 점을 시사한다.
추가 설문 결과 자료:
데이터 센터의 총소유비용에서 가장 큰 비중을 차지하는 요소는 장비 구매 비용이다. 서버, 스토리지 시스템, 네트워크 장비를 구매하는 데 필요한 초기 자본 지출은 전체 투자금의 상당 부분을 차지하는데, 대규모로 운영될 경우에는 하드웨어 구매 비용이 수천만 달러에 이를 수 있다.
최첨단 에너지 효율 하드웨어, 재생 에너지원, 혁신 기술을 취득하는 데에는 종종 높은 비용이 수반된다. 장기적인 비용 절감과 환경적 이점에도 불구하고, 이러한 초기 투자 비용은 데이터 센터 운영자들이 전환을 주저하게 만드는 요인이 된다. 이에 더해 기술 발전에 발맞추기 위한 지속적인 업그레이드 필요성까지 더해지며 재정적 부담을 가중시킨다.
인터뷰에 응한 한 데이터 센터 전문가는 “주주들은 일반적으로 비용 최소화에 초점을 맞추고 있기 때문에 에너지 사용량 절감이나 재생 에너지원 투자를 위한 대규모 지출을 정당화하기가 어렵다”고 말했다.
도전과제: 높은 에너지 소비
데이터 센터는 24시간 지속적으로 운영되기 때문에 막대한 에너지를 소비하는데, 이는 전기, 증기, 난방, 냉방 등에서 발생하는 간접적인 온실가스(GHG) 배출(스코프2)에 상당한 영향을 미친다. 서버 및 클라우드 시스템을 비롯한 데이터 센터 인프라의 ‘항시 가동’ 특성은 에너지 절감 노력을 복잡하게 만들며 혁신적인 솔루션을 필요로 한다.
응답자들은 주된 환경 우려 사항으로 아래 세 가지를 꼽았다.
전문가들은 즉각적인 조치가 이루어지지 않으면, 데이터 운영으로 인한 환경적 영향이 계속해서 커질 것이라고 경고한다.
많은 기업들이 재생에너지를 찾고는 있지만 실제로는 지속가능한 에너지원에 대한 선택권이 없다는 점이 이러한 문제점을 악화시킨다.
재생에너지를 조달하는 데 드는 높은 비용 역시 중요한 장애물로 작용한다.
도전과제: 측정 및 평가
데이터 스토리지 자체는 컴퓨팅 및 처리 작업에 비해 전체 데이터 센터 운영 내 에너지 소비에서 상대적으로 적은 비중을 차지한다. 본 설문에서는 데이터 스토리지가 환경에 미치는 영향에 대한 인식과 그 환경 영향 측정 방식에 대해 확인했다.
데이터 스토리지가 환경에 미치는 영향을 평가할 수 있는 도구와 절차 역시 현저히 부족하다. 적절한 평가 방법이 없으면, 기업은 자사의 지속가능성 노력의 효과를 평가하고 지속가능한 솔루션에 대한 향후 투자 결정을 내리는 데도 어려움을 겪게 된다.
인터뷰에 응한 한 미국 데이터 센터 전문가는 환경 영향에 대한 실시간 정보에 대한 필요성을 강조하며 “전력 사용량, 변동 및 기타 세부 정보를 파악해야 한다. 이러한 정보는 시간이 지남에 따라 어떤 일이 일어나고 있는지 확인할 수 있도록 기록돼야 한다. 데이터 센터는 정보 제공의 중요성을 인식하고 기업은 정보 제공을 요구해야 한다. 실시간 모니터링 및 보고는 지속가능성을 효과적으로 관리하기 위해 필수적이다”고 말했다.
아시아 태평양 지역의 한 지속가능성 전문가는 투명한 보고의 중요성을 다시 한번 강조하며 “투명한 보고는 포괄적인 환경 영향 보고서, 수명 주기 평가(LCA, Life Cycle Assessment), 성공적인 실행 사례 연구 등 많은 도움이 된다. 또한 지속가능한 솔루션의 잠재적 이점과 비용 절감 효과를 계산할 수 있는 도구도 중요하다”고 말했다.
본 설문은 대부분의 데이터 센터가 기존 데이터 관리 관행을 재평가함으로써 이점을 얻을 수 있다는 사실을 드러낸다. 많은 조직이 지속가능성의 중요성을 인식하고 있지만 전체적인 접근 방식의 변화를 일으키기보다는 개별적인 조치에 그치는 경우가 많다.
역설적이게도 전체 응답자의 92% 이상이 스토리지 장비 및 인프라의 수명 주기를 연장하는 것이 데이터 센터의 지속가능성에 상당한 영향을 미친다고 동의했지만, 실제로 이를 구매 결정의 핵심 요소로 고려하는 응답자는 약 15.5%에 불과한 것으로 나타났다.
독일의 한 데이터 센터 전문가는 이러한 단기적인 의사결정의 한계를 지적하며 “안타깝게도 많은 소비자가 장기적인 영향을 고려하지 않고 가장 저렴한 옵션을 선택하는 경우가 많다. 하지만 이러한 제품은 2~3년 내에 고장이 나 재구매해야 할 가능성이 높아서 지속가능하지 않은 교체 주기를 기록하기도 한다. 하지만, 이 순환 구조에 대해 고려하는 사람이 많지 않다. 신규 제품을 구매할 때는 아프리카 등지에서의 부품 채굴, 제조 공정의 증가, 더 많은 노동력 투입 등 더 많은 자원이 필요해 결과적으로 전체 생태계에 영향을 미치게 된다. 현재의 접근 방식은 효과적이지 않다”고 말했다.
데이터 센터 솔루션과 인프라의 수명을 연장하면 전자폐기물 및 탄소 배출을 효과적으로 줄일 수 있다. 수명 주기 연장은 기존 인프라를 최대한 활용함으로써 종종 간과될 수 있는 업스트림 및 다운스트림 배출을 완화하는데 기여한다.
이는 장비의 수명 주기를 구매 결정에 반영했을 때 얻을 수 있는 이점이다. 데이터 센터 운영자는 전력 공급, 데이터 처리, 스토리지 밀도 등을 포함한 모든 구성 요소의 수명 주기를 평가함으로써, 전체 탄소 배출에 미치는 영향을 보다 종합적으로 이해할 수 있다. 따라서, 가능한 경우 순환성(circularity) 프로그램이 내장된 장비를 제공하는 공급업체의 제품을 선택하는 것이 바람직하다.
순환성 프로그램은 지속가능성 측면에서 상당한 이점을 제공할 수 있다. 이러한 프로그램은 하드 드라이브와 같은 솔루션이 환경적으로 책임 있는 방식으로 리퍼브(refurbished), 재사용(repurposed), 또는 재활용(recycled)되도록 보장한다. 데이터 센터는 순환성 원칙을 도입함으로써 전자폐기물과 신규 원자재에 대한 수요를 줄이는 동시에 노후 장비 폐기와 관련된 환경 영향을 최소화할 수 있다.
이러한 총체적인 접근 방식은 지속가능성 목표를 촉진하면서 자원의 효율적 사용을 도모한다.
구매 결정 시 환경 영향이 고려하는지에 대한 여부도 환경 영향에 대해 기업들이 가지고 있는 우려 수준과 많은 격차를 보였다.
장비 및 인프라에 내재된 탄소(Embodied Carbon, 스코프 3)에 대한 인식을 유지하면 데이터 센터가 단순한 운영 배출(스코프 1 및 스코프 2)을 넘어 전체 탄소 발자국을 줄일 수 있는 기회를 식별하는 데 도움이 된다. 스토리지 및 인프라 제조업체뿐만 아니라 기타 데이터 센터 공급업체들은 자사 제품의 내재된 탄소에 대한 정보를 제공해야 한다.
하단의 표는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 하드 디스크 드라이브(HDD), 테이프 기반 스토리지의 내재된 탄소를 비교해 스토리지 미디어 선택이 데이터 센터의 총 탄소 배출에 어떤 영향을 미치는지를 보여준다. 씨게이트는 5년을 기준으로 다양한 용량, 사용 패턴, 수명을 기준으로 장치 1대의 테라바이트(TB)당 연간 내재된 탄소 배출량을 측정했다.
스토리지 미디어 | 제품별 내재된 탄소(Kg CO2) | TB당 내재된 탄소(CO2/TB) | TB당 연간 내재된 탄소(CO2/TB/year) |
---|---|---|---|
SSD2 | 4,915 | 160 | 32 |
하드 드라이브3 | 29.7 | <1 | <0.2 |
LTO 테이프4 | 48 | 2.66 | <0.6 |
이 분석은 총소유비용과 지속가능성 측면 모두에서 적합한 스토리지 미디어 조합을 선택하는 것이 중요하다는 점을 강조한다.
해당 수치는 하단 제품을 기준으로 씨게이트가 수행한 분석 결과를 반영했다:
주요 시사점:
SSD는 총량과 TB당 기준 모두에서 가장 높은 내재된 탄소를 기록해 세 가지 스토리지 미디어 중 탄소 집약도가 가장 높은 것으로 나타났다.
하드 드라이브는 총량과 TB당 기준 모두에서 가장 낮은 탄소 배출량을 보여, 지속가능한 스토리지 솔루션 중 가장 탄소 효율적인 선택지를 제공한다.
LTO 테이프는 중간 수준의 내재된 탄소를 보였으나, 연간 기준 환경 영향은 하드 드라이브보다 더 높은 것으로 나타났다.
이 분석은 총소유비용과 지속가능성 측면 모두에서 적합한 스토리지 미디어 조합을 선택하는 것이 중요하다는 점을 강조한다.
본 설문 결과에 따르면 기업들은 데이터 센터의 지속가능성을 향상시키기 위해 두 가지 핵심 전략을 추진하고 있다.
재생에너지원을 데이터 인프라 전력 공급에 통합하면 화석연료에 대한 의존도를 크게 줄여, 탄소 발자국을 줄일 수 있다. 하지만 여기에는 몇 가지 과제가 수반된다. 일례로, 태양광 패널이나 풍력 터빈과 같은 인프라 구축의 초기 비용은 매우 높을 수 있다.
또한, 태양광 및 풍력 발전과 같은 재생에너지원은 예측이 어렵고 기상 조건에 따라 좌우되는 등 지속적이지 않은 특성을 가지고 있다는 점도 문제로 작용한다. 이는 안정적인 전력 공급을 위해 신뢰할 수 있는 에너지 스토리지 솔루션이 필요하며, 이는 비용 증가로 이어진다. 더 나아가, 재생에너지를 기존 데이터 센터 시스템과 통합하려면 복잡한 수정과 업그레이드가 요구되어 전환에 장시간이 소요될 수 있다. 지역별 정책과 요건이 상이하기 때문에, 규제 및 물류상의 제약 역시 이러한 복잡성을 가중시키는 요소로 작용한다.
재생에너지에 대한 투자를 넘어, 데이터 센터는 장비 수준과 인프라 수준 모두에서 전력 소비를 줄이는 데 집중할 수 있다. 전력 사용량을 줄이면 운영 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 전체 에너지 수요를 낮춤으로써 재생에너지 활용의 효과 역시 향상할 수 있다.
씨게이트는 5년 동안의 사용 패턴과 장치 수명을 고려하여 세 가지 스토리지 미디어 유형의 전력 소비량을 분석했다.
스토리지 미디어 | 작동 전력(와트) | 전력 효율(W/TB) |
---|---|---|
SSD | 20 | 0.5 |
하드 드라이브 | 9.6 | 0.32 |
LTO | 37 | 1.1 |
설문 결과에 따르면 많은 데이터 센터들이 배출 저감을 위한 인프라 기반 솔루션을 충분히 활용하지 않고 있는 것으로 나타났다.
인프라 기반 솔루션은 에너지 소비, 탄소 배출, 전반적인 환경 영향에 대응함으로써 데이터 센터의 지속가능성을 높이는 데 핵심적인 역할을 할 수 있다.
지속가능성 측면에서 측정 가능한 진전을 이루기 위해 기업은 단기 전략과 장기 전략을 병행해야 한다.
보다 즉각적인 단기 및 중기 전략으로는 하드웨어 수명 주기 연장, 에너지 효율 최적화, 순환성 프로그램 구현 등 보다 총체적인 접근 방식이 필요하다.
장기적인 솔루션은 데이터 센터의 환경 발자국을 지속적으로 줄이기 위해 업계 전반, 공급망 전체에 걸친 협업과 재정적 인센티브, AI 기반 지속가능성 혁신이 필요하다.
데이터 센터는 재생에너지원 도입을 넘어서는 총체적인 전략을 수립해야 한다. 재생에너지 통합은 지속가능성을 위한 기본적인 단계이지만 비용 측면에서 어려움이 따를 수 있고, 그 자체만으로는 지속가능성과 관련된 복합적인 문제에 대응하기에는 충분하지 않다.
첫째, 데이터 센터는 서버, 스토리지 장치, 네트워킹 장비를 포함한 모든 구성 요소의 수명 주기에 대한 정기적인 평가 및 모니터링 체계를 구축함으로써 이점을 얻을 수 있다. 각 구성 요소의 전체 수명 주기를 이해하면 사용 기간을 연장하고 환경 발자국을 줄일 수 있는 기회를 식별할 수 있다. 정기적인 유지보수, 업그레이드, 리퍼비시 프로그램 등을 통해 스토리지 장비의 수명을 연장하는 것은 매우 중요하다. 이러한 접근 방식은 전자폐기물을 줄이고, 신규 원자재 수요를 최소화하며, 새로운 장비 제조와 관련된 에너지 집약적 공정을 줄인다. 또한 수명이 길고 품질이 높은 구성 요소를 우선시함으로써, 지속가능성을 구매 의사결정의 핵심 기준으로 반영할 수 있다.
둘째, 전력 소비 절감은 지속가능성 확보를 위한 핵심 요소가 될 수 있다. 데이터 센터는 액체 냉각, 침지식 냉각, HVAC 시스템 등 열 방출 효율이 더 높은 에너지 효율 기술에 투자할 수 있다. 이러한 시스템은 전통적인 냉각 방식에 비해 에너지 소비를 크게 줄이며, 결과적으로 운영 비용 및 탄소 배출량을 낮출 수 있다. 또한 태양광 및 풍력과 같은 재생에너지원 통합을 통해 화석 연료 의존도를 줄이고, 전체 탄소 발자국을 더욱 낮출 수 있다. 예를 들어, 에너지 사용을 모니터링하고 정밀 조정하는 것에 AI 기반 시스템을 도입하면 좀 더 효율적이고 지속가능한 운영을 하는 데 도움이 될 수 있다.
셋째, 데이터 센터는 혁신적이고 비용 효율적인 지속가능성 강화 솔루션의 도입을 우선시해야 한다. (탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 되는 데이터 스토리지의 예는 아래의 사이드바 참조)
마지막으로, 데이터 센터 구성 요소 폐기를 위한 순환성 프로그램을 구축하는 것이 중요하다. 이러한 프로그램은 구성 요소를 책임감 있게 리퍼비시, 재사용, 재활용한다. 수명이 다한 장비에서 귀중한 자원을 회수하는 프로세스를 개발하면 새로운 원자재에 대한 수요를 줄이고 폐기 과정에서 발생하는 환경 영향을 최소화할 수 있다. 재사용을 통해 전자폐기물을 줄이는 것은 지속가능성 목표를 지원할 뿐 아니라 자원의 효율적 활용을 촉진한다.
이러한 영역에 집중함으로써, 데이터 센터는 지속가능성 노력을 크게 강화하고 전체적인 환경 영향을 줄이는 방향으로 나아갈 수 있다.
하드 드라이브는 가장 친환경적인 스토리지 매체다.7 하드 드라이브는 데이터 센터에 상대적으로 적은 환경적인 영향을 미치지만 기록 기술의 혁신을 통해 데이터 센터의 총소유비용을 최적화하고 지속가능성 개선을 지원할 수 있다.
면적 밀도 혁신은 압도적인 규모의 경제를 기반으로AI 발전과 지속가능한 데이터 센터의 핵심 요소로 자리잡았다.
면적 밀도란 스토리지 매체의 단위 표면적당 저장 가능한 데이터의 양을 측정하는 지표로, 하드 드라이브의 경우에는 하나의 디스크에 저장할 수 있는 데이터 용량을 의미한다. 이러한 면적 밀도 기술의 발전은 제한된 물리적 공간 내 스토리지 효율성에 직접적인 영향을 미치며, 같은 공간에서 더 적은 자원과 전력으로 더 많은 데이터를 저장할 수 있도록 함으로써 데이터 스토리지 단위당 탄소 배출을 효과적으로 줄이는 데 기여한다.
이러한 기술 발전은 본 설문에서 지적된 여러 지속가능성 도전과제를 직접적으로 해결한다. 물리적 공간을 추가로 확보하지 않고도 스토리지 용량을 늘릴 수 있기 때문에 더 높은 면적 밀도는 응답자의 45.5%가 문제로 지적한 데이터 센터의 공간 제약 문제를 완화하는 데 도움을 준다. 또한, 전력 소비 감소 효과는 약 53.5%의 응답자가 주된 우려 사항으로 지목한 항목인 에너지 사용 및 탄소 배출을 줄이기 위한 노력과도 부합한다.
대규모 워크로드를 처리하는 데이터 센터의 경우, 기존 레거시 스토리지 장비를 차세대 HAMR(열보조자기기록) 드라이브로 교체할 경우 총 전력 사용량을 줄일 수 있다. 대규모 환경에서는 이러한 개선이 절대적인 에너지 소비량과 운영 탄소 발자국을 의미 있게 줄일 수 있으며, 스토리지 인프라가 성장하더라도 지속가능성을 향상시킬 수 있다.
전세계적으로 이러한 효과는 데이터스피어 전반에 걸쳐 증폭된다. 면적 밀도가 더 높은 드라이브로의 전환은 2028년까지 클라우드 데이터스토리지 수요가 167% 증가할 것으로 예측되는 상황에서도 전 세계 데이터 센터에서 하드 드라이브가 소비하는 전체 전력 비율을 약 8%에서 약 3%로 낮출 수 있음을 의미한다. 이는 곧 스토리지 인프라가 소비하는 에너지가 62% 감소한다는 것을 뜻한다.
즉, 스토리지 효율성이 향상될 뿐만 아니라 데이터를 오래 보존하더라도 전 세계 데이터 센터의 총 에너지 사용량 및 탄소 배출을 순감소시키는 데 직접적으로 줄일 수 있다는 점에서 근본적인 변화라고 할 수 있다. 면적 밀도 혁신은 데이터 센터의 총소유비용과 지속가능성 측면 모두에 긍정적인 영향을 미친다.
이러한 대규모 이점은 장치 수준에서의 효율성 개선을 통해 더욱 강화된다. 씨게이트가 다양한 스토리지 미디어 유형의 전력 소비를 분석한 결과, 하드 드라이브는 가장 에너지 효율적이면서도 대용량을 제공하는 스토리지 옵션으로 드러났다. 운영 전력이나 TB 당 전력 효율 등 드라이브 수준의 전력 효율성 지표는 스토리지 밀도가 높아질수록 데이터 단위당 에너지 소비가 감소한다는 사실을 보여준다.
면적 밀도가 더 높은 스토리지 솔루션을 도입함으로써, 데이터 센터는 추가적인 물리적 공간 없이도 용량을 확장하고 총 에너지 사용량을 줄이며 운영에 따른 탄소 영향을 절감할 수 있다.
이는 또한 AI 기반 워크로드와 클라우드 확장에 대한 증가하는 수요를 충족할 수 있다. 대규모 스토리지 환경에서 면적 밀도 증가가 미치는 영향은 매우 크다. 더 높은 면적 밀도는 데이터 센터가 물리적 공간을 확장하지 않고도 저장 용량을 크게 늘릴 수 있게 하며, 공간, 에너지, 천연자원의 사용을 최소화함으로써 지속가능성 목표 달성에도 기여한다.
10장의 디스크(플래터)가 들어있는 하드 드라이브에 각 디스크 당 3TB의 데이터가 저장되어 있다면, 드라이브는 총 30TB를 저장하고 있다. 데이터 센터가 보유한 모든 하드 드라이브를 10TB에서 30TB로 업그레이드한다고 가정하면 비약적인 발전이 가능하다. 면적 밀도 혁신이 가져올 수 있는 이점은 아래와 같다.
이를 통해HAMR 기반 하드 드라이브 기술이 저장 용량을 40TB와 50TB 수준으로 끌어올릴 때 이러한 이점이 얼마나 배가될 수 있을지를 추측해 볼 수 있다.
장기적으로 기업은 운영 전반에 걸쳐 AI를 도입하고 활용함으로써 탄소 배출을 줄이는 방안을 모색해야 하며, 이를 통해 지속가능성을 실현할 수 있는 기술의 역할을 입증해야 한다. 조사에 따르면, 응답자의 55.5%는 AI가 데이터 스토리지 운영을 최적화하여 지속가능성을 높일 수 있다고 믿고 있다. 그러나 AI가 지속가능성 강화에 상당한 잠재력을 제공하지만, 효율성을 고려하지 않고 개발될 경우 오히려 전력 소비 및 온실가스(GHG) 배출을 증가시킬 수 있다는 점을 인지해야 한다.
AI의 가능성과 지속가능성 목표의 균형을 맞추기 위해서 효율성을 최적화해야 한다. 전력 효율적인 자원 계획, 최적화된 훈련, 수명 주기 관리에 중점을 두고 AI 혁신을 지속가능한 실행 전략과 통합할 수 있으며, 환경을 훼손하지 않고도 이점을 누릴 수 있다.
장기적인 지속가능성 계획에는 사고 방식과 조직 문화를 전환하는 노력도 포함된다. 지속가능성 조치가 더 높은 효율성을 가져올 때 경영진의 지지를 얻기가 훨씬 쉬워지며, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 데이터 센터 전문가들은 비즈니스 리더들이 운영 및 스토리지 인프라를 확장함에 있어 지속가능한 접근 방식을 고려하도록 유도할 수 있는 주요 동기 요소 3가지를 제시했다.
미국의 한 전문가는 재무적 이점에 대해 “기업 입장에서 태양광 패널 설치에 많은 금액을 지출하고 싶지 않을 수도 있지만, 사실은 주주들의 반대 때문에 실행하지 못하는 경우도 있다. 만약 그 비용이 사실상 없다면, 누구라도 태양광 패널을 설치할 것이다. 연방 정부 차원에서 태양광 패널 설치를 하고 30% 세액 공제를 받았다. 여전히 많은 비용이 들었지만 세액 공제를 통해 일정 부분 비용을 상쇄할 수 있었다”고 말했다.
전문가들은 정부 또는 아세안(ASEAN), 유럽연합(EU)과 같은 지역 무역 블록이 제공하는 세제 혜택 및 보조금과 같은 재정 인센티브의 중요성을 강조했다.
일례로, 독일의 KfW 45 표준은 건물의 목표 에너지 소비 수준을 명시하며 숫자가 낮을수록 환경 효율이 더 높다는 것을 나타낸다. 이 표준을 충족할 경우 세제 혜택과 정부 보너스가 제공되어, 보다 지속가능한 결과로 이어지는 관행 준수를 장려하고 있다.
협업 또한 기업이 탄소 배출량을 줄일 수 있는 추가적인 방법을 제시한다. 데이터 센터 전문가들은 보다 지속가능한 데이터 스토리지 인프라를 구축하기 위해 정부(약 22%) 및 기타 기관(15% 이상)과의 협력하는 것이 중요하다고 평가했다.
데이터 센터는 업계 파트너와 협력해 데이터 스토리지 관행의 환경 영향을 평가할 수 있는 표준화된 도구와 절차를 개발할 수 있다. 이러한 협업은 업계 전반의 벤치마크와 모범 사례를 수립하는 데 기여할 수 있으며, 기업이 자사의 성과를 평가하고 개선이 필요한 영역을 보다 효과적으로 식별하는 데 도움을 준다.
본 연구 결과는 지속가능한 데이터스피어를 실현하는 데 있어 업계 전반의 협력이 핵심적인 역할을 한다는 점을 시사한다.
데이터 센터, 기술 제공업체, 부품 공급업체, 규제 기관이 함께 협력함으로써 에너지 소비를 줄이고 탄소 배출을 최소화하며 자원을 효율적으로 활용하는 혁신적인 솔루션을 개발하고 구현할 수 있다. 여기에는 첨단 냉각 솔루션 도입, 재생에너지원 통합, 스토리지 장비 수명 주기 연장, 지속가능성 기준을 고려한 공급업체 선택, 구성 요소의 책임 있는 폐기를 위한 순환 프로그램 실행 등이 포함된다. 공급업체의 기술 혁신은 보다 지속가능하고 효율적인 데이터 센터 환경으로 나아가는 데 있어 중요한 역할을 한다.
환경 영향에 대한 투명한 보고와 실시간 모니터링 또한 데이터 센터의 지속가능성 관리를 위한 유용한 인사이트를 제공하는 도구가 된다. 포괄적인 환경 영향 보고서 제공, 수명 주기 평가(LCA) 수행, 성공적인 지속가능성 사례 공유를 통해 공급망 전반에 걸쳐 책임성과 지속적인 개선 문화를 조성하는 데 기여할 수 있다. 또한, 재정적 인센티브, 세제 혜택, 공식 친환경 인증 등으로 데이터 센터가 보다 지속가능한 운영 방식을 채택하도록 장려할 수 있다.
이 보고서는 데이터 센터 업계의 지속가능성 동향 및 전략에 대한 통찰력을 제공한다. 지속가능성에 대한 포괄적인 접근 방식을 채택하고 업계 이해관계자들과 협력함으로써, 기업은 AI 및 데이터 센터 운영에 대한 증가하는 수요와 환경적 고려사항 사이의 균형을 맞출 수 있다.
데이터 센터는 협업과 혁신을 통해 확장 가능하고 효율적이며 지속가능한 데이터스피어를 구축할 수 있다.