아주대, 388억 규모 'AI 데이터센터 열관리' 국가사업 주도

데이터센터 전력 문제 해결할 신기술 개발 총력

AI데이터센터와 방위산업 주축이 될 열관리 전문가 양성

데이터센터 탄소중립을 위한 열관리 기술개발 사업 체계. ⓒ아주대 제공

아주대학교가 산업통상자원부 및 기후에너지환경부가 추진하는 대형 국가연구개발 및 인력양성 사업의 주관연구개발기관으로 연속 선정됐다. 이번 선정으로 아주대는 최근 인공지능(AI) 발전과 함께 핵심 과제로 떠오른 'AI 데이터센터 열관리' 분야에서 국가 연구연구개발사업과 전문 인재 양성을 주도하게 된다.

아주대가 이번에 주관하는 사업은 △데이터센터 탄소중립을 위한 열관리 기술개발 및 실증 사업(총 354억 원)과 △스마트 에너지-AI 열유체기기 시스템 중견기업 특화 인력양성사업(총 34억 원) 등 2개 과제로, 총 사업비 규모는 약 388억 원에 달한다.

AI 데이터센터 전력·열 잡는다…354억 규모 차세대 열관리 기술개발 총괄

아주대는 산업통상자원부사업으로 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 주관하는 '데이터센터 탄소중립을 위한 열관리 기술개발 및 실증' 과제의 총괄주관기관으로 선정됐다.

이번 사업은 인공지능(AI) 기술 확산으로 전력 소비가 급증하는 데이터센터의 열을 효과적으로 식혀 에너지를 절감하고 탄소 배출을 줄이는 차세대 열관리 기술 개발을 목표로 한다. 2026년 4월부터 2030년 12월까지 4년 9개월 동안 총 354억 2천만 원(정부지원금 276억 원)의 연구비가 투입된다.

데이터센터는 수많은 컴퓨터 서버가 모여 있어 막대한 열이 발생하며, 이를 식히는 냉각장치에 전체 전력의 절반 가까이가 소비된다. 현재 국내 데이터센터의 95% 이상은 '공기냉각 방식'을 사용하고 있어 전력 효율이 낮은 편이다.

연구진은 데이터센터의 전력사용효율(PUE, Power Usage Effectiveness)을 기존 1.5 수준에서 1.2 이하로 낮추고, 향후 차세대 '액체냉각 기술'까지 연계해 PUE 1.1 수준을 달성한다는 계획이다. PUE는 데이터센터의 전력 사용 효율성을 나타내는 지표로, 전체 전력 소비량을 실제 IT 장비가 소비하는 전력량으로 나누어 계산한다. 전체 소비 전력에는 IT 장비 외에 냉각이나 비상 전력 등이 포함되는데, 이 중 대부분이 냉각에 사용된다. 수치가 1에 가까울수록 낭비되는 전력이 없다는 뜻이며, 소수점 이하의 숫자는 주로 냉각에 쓰이는 전력 비중을 나타낸다. 특히 고성능 AI 서버(GPU 등)는 막대한 열을 발산하므로 효율적으로 식히지 못하면 막대한 전기요금이 발생할 수밖에 없어 관련 연구와 투자가 활발히 이뤄지고 있다.

이번 사업은 총 3개 세부 과제로 나뉘어 아주대 이정호 교수의 책임하에 산·학·연 협력으로 진행된다.

아주대 주관으로 진행되는 1세부과제는 광섬유를 이용해 데이터센터 내부(칩·서버·랙)의 온도를 실시간으로 측정하는 '멀티스케일 광섬유 분포센싱(DTS)' 기술과 AI 기반의 온도부하 예측 알고리즘을 개발한다.

2세부과제는 ㈜쿨마이크로 주관으로, 내부에서 바로 열을 식히는 저전력 슬림팬 기반 '인랙(In-Rack) 냉각 시스템'과 자체 판단 제어가 가능한 '온디바이스 AI' 기술을 개발한다.

마지막으로 3세부과제는 한국기계연구원이 데이터센터 전체의 열관리 상태를 한눈에 파악하는 통합 모니터링 플랫폼을 구축하고, 롯데이노베이트 등 실제 운영 중인 데이터센터에서 성능을 검증하게 된다.

AI·방산·열유체 현장 맞춤형 석·박사 인재 양성… 34억 투입

이와 함께 아주대는 기후에너지환경부사업으로 한국에너지기술평가원(KETEP)이 추진하는 '스마트 에너지-AI 열유체기기 시스템 중견기업 특화 인력양성사업'의 주관기관애도 지정됐다.

이 사업은 2026년 4월부터 2030년 12월까지 4년 9개월간 총 33억 9천만 원을 들여, AI 데이터센터, 방위산업, 스마트 열유체(공기조화·펌프·열교환기 등) 분야에 즉시 투입 가능한 석·박사급 전문인력을 양성하는 프로젝트다.

아주대는 중앙대, KAIST 등 대학과 SK이노베이션, 한온시스템, 퍼스텍 등 주요 기업들과 컨소시엄을 구성했다. 이와 함께 한화에어로스페이스, LG전자, LIG넥스원, 두산에너빌리티 등 14개 협력기관과 손잡고 산업 현장에 필요한 맞춤형 교육을 진행한다.

대학 측은 △AI 데이터센터 열관리 △AI 방위산업 열관리 △AI 스마트 열유체 등 3개 특화 교육 트랙을 신설하고, 실제 기업 과제를 해결하는 프로젝트 중심 학습(PBL)과 현장실습, 인턴십을 운영해 학생들의 실무 능력을 높일 예정이다.

총괄 연구책임자인 이정호 아주대 기계공학과 교수는 "본격적인 AI 시대를 맞아 데이터센터를 앞다투어 설립하고 있지만, 전력 공급에 대한 효과적인 해결책은 제시되지 못하고 있다"며 "보다 혁신적인 냉각 기술로 데이터센터 소비 전력의 약 40%를 절약할 수 있어 전력 난해를 해결하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이어 "혁신적인 열관리 기술 개발과 인재 양성을 통해 앞으로 펼쳐지게 되는 AI-데이터센터 분야에서의 퍼스트 무버(First Mover)로 도약하겠다"는 포부를 밝혔다.