데이터센터의 최대 현안인 발열량 문제를 해결하는 방안으로 최근 외기도입시스템이 관심사로 떠오르고 있다. 외부의 찬 공기를 흡입해 데이터센터 내 시스템을 냉각하는 외기도입시스템이 전력비용의 절감을 비롯해 항온항습기의 핵심 부품인 압축기의 수명 연장 등의 장점을 제공하기 때문이다.

특히 국내에서 가장 먼저 외기도입시스템을 도입한 호스트웨이가 연간 전력비용을 8천만원이나 절감해 그 효과가 입증되면서 수요가 확산될 조짐을 보이고 있다. 호스트웨이의 외기도입시스템의 사례분석으로 바람직한 도입 및 운영방안, 해결과제 등을 살펴본다.

◆국내 외기도입시스템 도입 1호 = 지난 2000년 7월 설립된 호스트웨이의 IDC는 전용 인터넷 데이터센터로 그 규모는 지상 5층 구조로 4,500평이다. 2007년 4월 이전까지만 해도 3층과 4층만을 IDC로 운영해온 호스트웨이는 2007년 4월부터 5층 사무실을 새로운 IDC 공간으로 리모델링하는 작업을 추진했다.

2007년 11월까지 7개월이 걸려 새로 구축한 5층 IDC에는 총 800여대의 랙이 설치됐으며, 랙당 전력 용량이 기존 2.2KW에서 4.4KW로 설계됐다. 또 모듈형 UPS를 도입해 한대의 장비가 담당하는 구역을 나눠 사고 발생에 따른 피해를 최소화했다. 여기에다 서버의 전면을 마주보도록 배치해 뜨거운 공기와 차가운 공기를 분리, 핫스팟을 제거하고 냉각효율을 극대화하는 환경을 갖췄다.

특히 겨울철의 차가운 공기를 서버실로 유입해 냉방효율을 높이는 외부 공기 도입시스템을 구축해 관심을 집중시켰다. 당시 국내에서 외기도입시스템을 도입한 사례가 전무해 성공 여부를 확신할 수 있는 상황에서 과감히 도입해 스포트라이트를 받은 것이다.

호스트웨이가 이런 위험부담에도 불구하고 국내에서 가장 먼저 외기도입시스템을 구축한 까닭은 갈수록 증가하는 에너지 비용을 절감하지 않고서는 수익성을 극대화하기 힘들다는 전략적인 판단에 따른 것이다. 특히 냉각 시스템이 전체 전력 사용량의 39%로 큰 비중을 차지하고 있는 점이 결정적인 이유로 작용한 것으로 분석된다.

호스트웨이 IDC시스템부의 강종호 부장은 “기존 3층과 4층 IDC를 기준으로 전체 전력비용 가운데 서버 및 스토리지 등 컴퓨터 장비가 50%, 냉각시스템이 39%를 차지한 것으로 나타났다”면서 “에너지를 많이 사용하는 IDC라는 회사 특성상 이를 줄이지 않고서는 높은 수익성을 확보하기 어렵다. 어떻게 해서든지 냉각시스템에 드는 에너지 절감 솔루션을 구축할 수 밖에 없는데 외기도입시스템도 그 중의 하나였다”고 설명한다. 호스트웨이는 실제로 냉각 시스템의 효율화 방안으로 5층 IDC를 2개 구역으로 분리해 구축하고, 효율적인 랙 배치 등의 작업을 수행하기도 했다.

▲ 호스트웨이IDC 외기도입기

◆총 70대의 항온항습기 중 20여대에 외기도입시스템 구축 = 호스트웨이는 2007년 11월부터 5층에 구축한 800평 규모의 신축 IDC에 외기도입시스템을 구축하고 본격 가동에 들어갔다. 이러한 5층 IDC의 신축과 외기도입시스템의 구축은 한국IBM이 컨설팅을 비롯해 시공 등을 담당했다.

호스트웨이가 구축한 외기도입시스템은 항온항습기에 필터나 체임버 등 외기도입에 필요한 장비를 장착한 형태로 되어 있다. 필터는 먼지 등 오염물질을 거르는 장치이며, 체임버는 외부에서 유입한 공기를 적정한 온도로 섞는 역할을 수행한다.

호스트웨이는 5층 IDC가 갖추고 있는 총 70대의 항온항습기 가운데 30%인 20여대에만 1차적으로 외기도입시스템을 구축해 2007년 11월부터 2008년 3월까지 5개월, 2008년 11월부터 2009년 3월까지 5개월 등 총 10개월 동안 가동했다.

호스트웨이는 그 결과 연간 기준으로 약 8000만원의 전력비용을 절감하고, 탄소배출량을 약 480t 줄이는 효과를 거뒀다. 이러한 수치는 기존에 비해 평균 약 29%의 전력을 절감한 것으로 연간으로 따지면 약 100만KWh의 전력사용을 줄인 셈이다.

호스트웨이는 특히 외기도입시스템의 운영으로 불과 1년 반 만에 투자비를 회수해 더욱 눈길을 끌고 있다.

강종호 부장은 “외기도입 시스템의 가장 큰 효과는 냉각비용을 줄여 전력비용을 절감했다는 점이다. 그리고 항온항습기의 핵심 부품인 압축기의 가동시간을 줄여 항온항습기의 수명을 연장한 점도 빼놓을 수 없다”고 밝혔다. 강 부장은 특히 “외기도입시스템의 구축에 총 1억2천만원을 투자했는데 이미 투자비를 회수했다”면서 “외기도입시스템은 구축비용 부담이 적은 반면 효과는 뚜렷한 시스템”이라고 추켜세웠다.
◆전력비 29% 절감, 1년 반 만에 투자 회수 = 호스트웨이는 이러한 외기도입시스템을 가동하면서 냉기 순환의 보조적인 역할을 하는 고속팬을 설치하기도 했다. 이에 따라 실내공기의 환기(순환) 주기가 시간당 약 5회 증가하고, 냉각공기가 중앙부분까지 순환기류가 형성되어 국부적인 온도편차를 2~3℃ 정도 낮추는 효과를 누리고 있다.

호스트웨이가 이처럼 외기도입시스템의 구축으로 두드러진 효과를 거두고 있지만 국내에서 아직까지 그 수요가 많지 않은 점은 의문이다. 이러한 질문에 강종호 부장은 “외기도입시스템은 보통 주문제작 방식으로 구축되는 까닭에 기존 IDC에서 도입하기에는 어렵고, 새로 데이터 센터를 구축하는 곳에 적합한 시스템”이라고 답변했다.

만일 기존 IDC에서는 외기도입시스템을 구축하려면 기존 항온항습기에 외기도입 모듈을 붙여야 하는데 그 작업이 무척 까다롭고 비용도 많이 든다는 것이다. 강 부장은 이러한 이유를 들어 앞으로 외기도입시스템의 수요는 새로 데이터센터를 구축하는 곳에서 일어날 것으로 내다봤다.

호스트웨이는 이처럼 외기도입시스템의 구축으로 두드러진 효과를 누리고 있지만 앞으로 부분 가습기 장비를 도입해 현재 25%에 머물러 있는 습도를 더욱 높일 방침이다. 또 3층과 4층 IDC에 설치돼 있는 기존 항온항습기에 외기도입의 모듈 장착을 고려하고 있다. 강종호 부장은 “기존 항온항습기에 외기도입의 모듈 장착은 매우 어렵다. 이 때문에 여러 방법을 동원해 검토 중”이라고 밝혔다.

인터뷰/강종호 호스트웨이 IDC시스템부 부장 “외기도입시스템 구축비용 부담 적어, 효과는 뚜렷”  국내 외기도입시스템의 시장 현황과 향후 전망은  외기도입시스템은 기존 IDC에서는 도입하기 쉽지 않기 때문에 신규 IDC에서 수요가 발생하고 있다. 최근 정부통합센터를 비롯해 삼성SDS, 롯데정보통신 등에서 도입했다. 앞으로 외기도입시스템의 수요는 계속 늘어날 것이 확실하다. 갈수록 늘어나는 전력비 부담을 어떻게 해서든지 절감하고자 하는 IDC에게 외기도입 시스템은 구축비용이 크게 들지 않으면서도 뚜렷한 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 외기도입시스템의 운영에 고려해야 할 주요 요소는  습도와 먼지 등 크게 2가지이다. 호스트웨이 IDC는 2007년 11월 새로 구축한 5층 센터에 외기도입시스템을 도입했는데 미국 냉동공조협회에서 2008년에 내놓은 전산실의 하한 습도 기준치인 25%를 유지하고 있다. 그럼에도 습도를 더욱 높이는 방안으로 부분적으로 가습할 수 있는 가습 시스템 도입을 검토 중이다. 호스트웨이 IDC는 또 먼지나 분진 등 오염 물질의 제거 방안으로 PRE 필터와 MEDIUM 필터 등 2가지 필터를 이용해 자동으로 필터링 하고 있다. 황사와 같은 미세먼지가 많은 날은 수동으로 외기도입 시스템을 중지해 오염 물질의 유입을 차단하고 있다. 특히 호스트웨이 IDC가 위치한 경기도 분당이 서울 중심 지역보다 공기 오염도가 낮고, 건물 양쪽으로 탄천이 흐르고 있는 점은 습도나 먼지 등의 문제 해소에 도움이 되고 있다는 사실을 꼭 밝혀두고 싶다. 에너지 절감 시스템 구축의 성패를 좌우하는 요인은  무엇보다 에너지 낭비를 줄이겠다는 의지이다. IDC의 에너지 절약은 작은 것부터 시작해야 한다. 결국 작은 것들이 연쇄적인 반응을 일으켜 큰 효과를 낸다. 이를테면 서버 부품에서 1W를 점감하면 파워, UPS, 쿨링 등으로 그 효과가 이어져 모두 2.84W의 에너지 절감 효과를 거둘 수 있다.