D2C(Direct-to-Chip) 액체냉각은 데이터센터 서버 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU) 등 고발열 칩에 냉각판(콜드플레이트)을 직접 부착해 열을 제거하는 기술이다. 냉각수가 콜드플레이트 내부를 순환하면서 칩에서 발생하는 열을 직접 흡수하는 방식으로, 공기로 서버와 전산실 전체를 식히는 기존 공랭식보다 냉각 효율이 높다.
D2C는 콜드플레이트와 랙 단위 매니폴드, 냉각수분배장치(CDU) 등으로 구성된다. CDU가 냉각수의 온도와 압력을 조절해 서버로 공급하고, 칩에서 열을 흡수한 냉각수는 다시 CDU로 돌아가 열을 배출한 뒤 순환한다. 서버 전체를 비전도성 액체에 담그는 액침냉각과 달리 발열이 집중되는 칩을 직접 식힌다는 점이 특징이다.
D2C 수요는 최근 인공지능(AI) 데이터센터 확대로 커지고 있다. AI 학습과 추론에 사용하는 GPU의 소비전력과 발열량이 증가하고 여러 GPU를 하나의 랙에 고밀도로 집적하면서 기존 공랭 방식만으로 열을 처리하기 어려워졌기 때문이다. 랙당 전력밀도가 높아질수록 공랭 방식은 에너지와 공간 측면에서 한계가 커져 D2C가 주요 GPU 냉각 방식으로 주목받고 있다.
D2C는 열원에서 직접 열을 제거해 GPU 과열에 따른 성능 저하를 줄이고 팬과 냉방설비에 필요한 전력도 절감할 수 있다. 다만 CPU와 GPU 외에도 전원공급장치와 네트워크 장비 등에서 열이 발생해 D2C만으로 모든 열을 제거하기는 어렵다. 이에 D2C와 공랭, 후면 열교환기 등 다른 냉각 기술을 함께 적용하는 하이브리드 방식도 활용된다.
국내외 데이터센터 사업자, 장비업체도 D2C를 포함한 액체냉각 기술 도입에 속도를 내고 있다. LG유플러스는 LG전자와 함께 파주 AI데이터센터에 D2C 액체냉각 설비를 적용, 자체 실증에서 기존 공랭 대비 약 24% 에너지 효율 개선 효과를 확인했다. SK텔레콤도 기가컴퓨팅·SK엔무브 등과 직접 액체냉각 기술 검증을 진행하고 있다. 슈나이더 일렉트릭 등 글로벌 인프라 업체도 콜드플레이트와 CDU를 포함한 D2C 솔루션 공급을 확대하면서 AI 데이터센터용 액체냉각 시장 경쟁도 본격화하고 있다.
남궁경 기자 nkk@etnews.com
