“페이스북 데이터센터는 중앙 UPS(무정전 전압장치)와 냉각기를 없애고, 100% 외부 공기 유입만으로 쿨링 환경을 구축해 연간 운영비용을 최대 40% 절감하는 효과를 거두고 있다. 한국은 페이스북 데이터센터의 입지와 기후 조건이 비슷하기 때문에 에어콘 등의 냉방장치를 사용하지 않고 외부공기만으로 쿨링 환경을 구축할 수 있다”  

◆UPS, PDU 없애 에너지 손실률 대폭 낮춰 = 페이스북의 데이터센터 시니어 디렉터 제이 박(Jay S. Park)이 한국IDG 주최로 6일 열린 ‘클라우드 및 데이터센터 월드 2013’에서 한 기조연설 내용의 핵심이다.

제이 박의 설명에 따르면 페이스북은 ‘오픈 컴퓨트 프로젝트’에 참여, 데이터센터에 필요한 서버, 소프트웨어 등 솔루션을 자체적으로 개발했다. 페이스북의 데이터센터는 미국 오리건주 프린빌, 노스캐롤라이나주 포레스트 시티, 스웨덴 룰레오 등 여러 곳에 위치해 있다.

페이스북 데이터센터의 전기적인 특성을 개략적으로 살펴보면 480V에서 208V로 전압을 낮췄으며, 중앙 UPS 대신 48VDC(직류 전압) UPS 시스템을 구현했다. 여기에다 스웨덴 데이터센터의 경우, 리던던트 변전소를 설치함으로써 발전기의 70%를 줄였다.

전형적인 데이터센터의 전기적 구성 체계는 외부 전력망->UPS(480VAC)->PDU(전원분배장치)->서버 순으로 되어 있다. 하지만 페이스북 데이터센터는 UPS, PDU를 거치지 않고 전력망에서 바로 서버로 연결되는 구조로 되어 있다.

이러한 차이는 에너지 손실률에서 큰 격차를 보인다. 전통적인 데이터센터의 총 에너지 손실률이 21%~27%인 반면 페이스북은 고작 7.5% 뿐이다.

페이스북이 이같은 전기적인 구성체계를 구현한데는 배터리 캐비넷의 역할이 크다. 배터리 캐비넷은 DC UPS인데 그 전력용량은 56킬로와트 또는 85킬로와트로서 45초간의 백업이 가능하다.

◆‘가용성 계산’ 방법 적용해 투자 효율 높여야 = 제이 박은 ‘가용성 계산(availability calculation)’이라는 페이스북 고유의 가용성 향상 방법론을 제시해 관심을 끌었다.

‘가용성 계산’은 각 데이터센터마다 MTTF(Mean Time To Fail, 가동 평균 시간), MTTR(Mean Time To Repair, 수리 평균 시간), MTBF(Mean Time Between Failure, 고장간 평균 시간) 등을 전제로 “여러 가용성 향상 방법론을 비교 분석하고, 취약점을 파악해 여기에 집중 투자하는 것이 비용 효율적이며, 설계 단계에서 미리 리던던시를 수립해야 한다”라는 메시지를 담고 있다.

그는 “다운타임 없는 데이터센터는 없다. 그래서 수리 시간이 더 중요하다”면서 “UPS를 병렬로 연결해 가용성을 높일 수 있지만 이런 방식은 투자 낭비이며 비효율적이다”라고 강조했다.

전형적인 데이터센터의 가용성은 외부 전력망 0.999, 발전기 0.9995, UPS 0.9999, PDU 0.99999 등으로 평균 0.9999이다. 페이스북 데이터센터의 평균 가용성은 99.9999%이다.

페이스북 데이터센터의 전기적인 특성에 이어 기계적인 특성을 보면 중앙 냉각기, HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 덕트워크(duckwork), 그리고 이중바닥제(Raised access floor)가 없다는 점이 돋보인다.

또 미국 냉동공조공학회(ASHRAE)의 50년간 기후 데이터의 비교 분석을 걸쳐 구축되고, 뜨거운 공기 통로와 차가운 공기 통로가 분리되어 설계돼 있는 점도 페이스북 데이터센터의 주요 기계적인 특성이다. 이밖에 겨울 철에는 데이터센터의 서버에서 발생하는 열을 버리지 않고 사무 공간의 난방에 활용하고 있다. 

◆중앙 냉각기ㆍHVACㆍ이중바닥제 없어 = 페이스북의 데이터센터 가운데 노스캐롤라이나주 포레스트 시티의 센터는 서울과 기후 조건이 비슷하다. 포레스트 시티는 보조 냉각기를 설치해 놓았지만 사용 시간은 거의 제로일 정도로 외부 공기의 유입으로 쿨링이 이뤄지고 있다.

제이 박은 “이러한 특성을 갖춘 페이스북 데이터센터의 모델은 입지나 기후 조건이 비슷한 한국에서도 적용 가능하다”고 밝혔다. 페이스북 데이터센터의 에너지 효율 지수(PUE)는 2012년 연간 평균 1.09이다.

한편 제이 박은 페이스북이 고유의 데이터센터 구축으로 누리고 있는 효과에 대해 “UPS 등의 제거로 초기 구축비용을 40% 절감했으며, 운영비용도 34%~40%나 줄였다”면서 “앞으로 IT 업계는 전력비용 등의 절감을 위해 친환경으로 방향을 잡아야할 것이다, 그것이 바로 우리가 살고 있는 지구를 살리는 길이다, 페이스북은 그 길로 가는데 이제 첫 발을 뗐다”라고 밝혔다.