#장면 1=이달 초, 세계 인공지능(AI) 데이터센터 투자의 핵심 거점으로 급부상한 미국 텍사스주에서 상징적인 일이 벌어졌다. 텍사스 당국이 전력망 안정성을 이유로 신규 데이터센터의 전력망 연결 승인 절차를 전면 감사가 끝날 때까지 일시 중단한 것이다. 당시 전력 당국에 접수된 신규 전력 수요는 무려 474GW에 달했고, 이 중 약 90%가 데이터센터 관련 수요였다. 이는 텍사스 전체 전력망의 최대 부하를 5배 이상 웃도는 규모로, 급증하는 AI 전력 수요를 기존 전력망이 더는 감당하기 어려워졌음을 보여주는 결정적 사건이다.
#장면 2=전 세계 인터넷 트래픽의 상당량이 통과하고 하이퍼스케일 데이터센터가 가장 밀집해 있는 미국 버지니아주 라우던 카운티(애쉬번 일대)는 이미 몇 년 전부터 전력 공급 한계에 부딪혔다. 지역 전력사인 도미니언 에너지(Dominion Energy)가 신규 데이터센터들에 대규모 전력을 공급하기 위해 대형 송전탑과 변전소 건설을 서두르고 있으나, 주민 반발과 송전망 건설 지연으로 인해 일부 지역에서는 신규 데이터센터에 대한 전력 공급이 수년씩 지연되는 사태가 빚어지고 있다. GPU와 자본을 다 확보해도 송전망이 막히면 AI 공장 문을 열 수 없다는 냉혹한 현실을 보여주는 대목이다.
#장면 3=유럽의 테크 허브인 아일랜드는 데이터센터가 국가 전체 전력 소비량의 23%를 삼키는 극심한 과부하 상태에 빠졌다. 전력송전사업자 에어그리드(EirGrid)는 블랙아웃(대정전) 위험을 경고하며 신규 데이터센터의 전력망 연결을 사실상 동결했다. 이에 따라 테크 기업들은 데이터센터 옆에 가스 터빈 등 자체 발전기를 짓는 극단적 자립에 나서고 있다. 이는 전력 부족이 기업을 넘어 국가 에너지 안보 체계까지 통째로 뒤흔들고 있음을 보여주는 방증이다.
지금까지의 AI 패권 경쟁이 '누가 더 좋은 알고리즘을 만들고, 더 많은 GPU를 확보하느냐'였다면, 이제는 '누가 그 GPU를 24시간 돌릴 전력을 확보할 수 있는가'라는 근본적인 질문으로 완전히 바뀌고 있다.
GPU는 연산의 엔진, HBM은 고속 메모리, 데이터센터는 AI 공장이지만, 이 모든 연산 능력을 실제로 구동하고 완성하는 결정적인 동력은 결국 '전력'이기 때문이다.
AI 데이터센터가 도대체 얼마나 많은 전력을 소비하기에 이토록 전력 문제가 거론되는 걸까?
엔비디아의 고성능 AI 가속기(예: B200 GPU) 1장의 최대 열설계전력(TDP)은 약 1kW(1000W)에 달한다. 즉, GPU 1장이 전력 소비 100W급 텔레비전이나 냉장고 10대를 동시에 켜놓은 규모의 전력을 혼자서 소모한다.
이 GPU 72장, CPU 36장, 냉각장치가 결합해 'AI 팩토리 블록' 형태로 1개의 서버 랙을 구성하는데, 이 랙이 정상 작동하려면 120kW급에 달하는 거대한 전력을 필요로 한다.
이렇게 막대한 전력이 필요한 120kW급 랙 약 1만2000개가 빽빽하게 들어가야 2GW급(PUE 1.4가정) AI 데이터센터를 만들 수 있다. 표준형 원전 1기가 1GW급의 전기를 생산한다는 점을 감안할 때, 원전 2기가 생산해내는 전기가 필요하다는 계산이다. 2GW는 인구 약 140만명 규모의 대도시(광주 또는 대전광역시) 전체가 1년 동안 사용하는 총전력 소비량을 웃도는 수준이다.
그런데, 정부와 산업계가 추진하는 '대한민국 대도약 3대 메가프로젝트'에 따르면 우리나라는 2035년까지 최대 18.4GW규모의 AI 데이터센터 인프라를 구축할 예정이다. 대형 원자력 발전소(1.4GW급 APR-1400 기준) 약 13기가 온전히 생산해내는 전력량과 맞먹는 수준이다.
AI 패권 경쟁의 본질이 단순히 알고리즘 싸움이 아니라, '도시 하나를 통째로 먹여 살릴 전력과 수만 개의 초고성능 랙을 한곳에 밀집시키는 인프라 싸움'인 이유가 바로 여기에 있다.
따라서 우수한 AI 모델의 개발과 작동, 이를 뒷받침하는 '반도체·데이터센터·전력이라는 강력한 인프라 사슬'이 하나로 맞물려 돌아가야 비로소 AI 산업 경쟁력이 확보된다.
AI 모델(두뇌), 반도체(GPU·HBM·NPU·CPU 엔진), 데이터센터(공장), 전력(연료)이 결합해 AI 경쟁력을 결정하는데, 여기서 가장 중요한 것은 이들이 덧셈이 아니라 곱셈으로 묶여 있다는 점이다. 네 요소 가운데 단 하나라도 0이면 전체 경쟁력도 0이 된다.
최고급 AI 모델을 설계하고 반도체를 가득 쌓아도 송전망과 발전 인프라가 뒷받침되지 않으면 AI 공장의 문을 열 수 없다.
한국이 진정한 AI 강국으로 도약하려면 HBM 강국을 넘어 세계 최고 수준의 'AI 전력 인프라와 발전·송전 패키지'를 선제적으로 확보해야 한다. 전력망이라는 마지막 혈관을 뚫어내지 못한다면, 대한민국이 꿈꾸는 AI 패권의 미래도 결코 완성될 수 없다.
최은수 KBIZ 서울중남부AI사업협동조합 이사장·인텔리빅스 대표 ·aSSIST 석학교수