카이스트, AI 데이터센터 발열 잡을 냉각기술 개발

‘미세 물길’ 이용, 전력 소비 10분의1로

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‘전력 먹는 하마’로 불리는 인공지능(AI) 데이터센터의 냉각 전력을 10분의 1 수준으로 줄일 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST는 김성진 기계공학과 교수팀, 이익진 AX학과 교수팀이 공동 연구를 통해 머리카락보다 가는 ‘미세 물길’을 이용해 반도체 칩 곳곳에 냉각수를 전달하는 방식의 초고효율 액체 냉각 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 ‘에너지 전환 및 관리(energy conversion and management)’ 6월 15일자에 게재됐다.

지금까지는 발열을 잡기 위해 서버실에 차가운 공기를 순환시키거나, 서버를 절연냉각유(비전도성 오일)에 담그는 방식이 사용됐다. 하지만 최근 AI 반도체가 고도화되고 발열량도 크게 늘면서 반도체 칩 내부에 냉각수를 직접 흘리는 방식이 주목을 받고 있다.

연구진은 얇은 미세 물길인 ‘마이크로 채널’과 냉각수를 여러 경로로 나눠 공급하는 ‘매니폴드’ 구조를 결합해, 냉각수가 미세 물길을 따라 균일하게 분배될 수 있도록 했다. 연구팀은 이를 실제 실리콘 웨이퍼에 제작해 성능을 검증한 결과 냉각 효율을 나타내는 성능계수(COP)가 기존 방식보다 최소 10배 이상 높은 수준으로 나타났다고 밝혔다. 같은 양의 열을 식히는 데 필요한 에너지가 전보다 10분의 1로 줄어든 셈이다. 김 교수는 “이번 기술이 AI 데이터센터의 전력 소비를 줄이는 핵심 기술로 활용되기를 바란다”고 했다.