AI 확산으로 데이터센터의 발열이 급증하면서, 업계는 공기로 열을 식히는 공랭 대신 액체로 서버를 식히는 액체냉각을 주목하고 있습니다. 직접액체냉각은 CPU·GPU 등 발열 부품을 국소적으로, 액침냉각은 서버 전체를 유체에 담가 냉각하는 방식으로, 공랭 대비 냉각 에너지를 최대 80%까지 절감할 수 있습니다. Kixx는 이 흐름에 발맞춰 Kixx DLC Fluid PG25와 Kixx Immersion Fluid S 라인업으로 구성된 액체냉각솔루션을 통해 각기 다른 데이터센터 환경에 대응합니다.

Kixx 액체냉각솔루션 시리즈에서는 데이터센터가 왜 액체냉각에 주목하게 됐는지부터, Kixx가 이 흐름에 어떻게 대응하고 있는지까지 두 편에 걸쳐 살펴봅니다.

Part 1 –  AI 시대, 데이터센터는 왜 액체로 열을 식히나

Part 2 – Kixx가 제시하는 AI 시대  액체냉각의 새로운 표준

Key Takeaways

• AI·클라우드 확산으로 데이터센터의 발열이 급증하면서, 냉각이 핵심 과제로 부상
• 고밀도 AI 서버 환경에서 공랭 방식이 한계에 부딪히면서, 업계는 액침냉각과 직접액체냉각이라는 두 가지 액체냉각 기술에 주목
• 액체냉각은 에너지 효율, 운영비 절감, 지속가능성 등 핵심 운영 가치 추구

클라우드와 AI 확산으로 데이터센터의 발열 문제가 커지면서, 냉각 기술이 업계의 핵심 화두로 떠올랐습니다. 이런 흐름 속에서 업계는 공랭 대신 액체로 서버를 식히는 액체냉각에 주목하고 있으며, 이번 기사에서는 냉각이 왜 데이터센터의 핵심 과제가 됐는지와 액체냉각으로의 전환이 만드는 운영 가치를 살펴봅니다.

냉각, 데이터센터의 최우선 과제가 되다

AI 서버의 높은 전력밀도에 따른 발열 및 냉각 부담 증가

AI가 확산되면서, 데이터센터의 발열 문제도 함께 커지고 있습니다. 데이터센터 전체 전력 소비 가운데 냉각이 차지하는 비중은 약 40%¹에 달합니다. 클라우드와 AI가 일상이 되면서 데이터 처리량이 늘어난 만큼, 서버에서 나오는 발열도 데이터센터의 핵심 리스크로 떠올랐습니다. AI 서버는 일반 서버보다 훨씬 많은 열과 전력을 필요로 하며 고성능 AI 서버 환경의 전력 사용량은 약 80kW로, 이를 일반 가정용 벽걸이 에어컨 기준*으로 환산하면 100~115대에 해당하는 수준입니다.

냉각이 서버에서 발생하는 열을 제때 해결하지 못하면 어떤 일이 벌어질까요? 반도체는 설계된 온도 한계에 가까워지면 스스로 처리 속도와 전력을 낮춰 성능을 떨어뜨리는데, 이를 ‘열 스로틀링(Thermal Throttling)’이라고 부릅니다. 또, 고온에 반복적으로 노출되면 반도체 부품의 열화가 빨라져 수명이 줄고 고장 가능성도 커지는 것으로 알려져 있습니다. 열 스로틀링으로도 온도가 잡히지 않으면 회로 손상을 막기 위해 시스템이 아예 멈춰버리는 비상 셧다운으로 이어질 수 있고, 랙이나 데이터센터 단위로 번지면 서비스 중단과 복구 비용이라는 더 큰 문제로 커질 수 있습니다.

*0.7~0.8kW급 일반 가정용 벽걸이 에어컨 소비 전력 기준 단순 환산 수치입니다.

공랭에서 액체냉각으로

열을 배출하는 공랭과 직접 흡수하는 액체냉각의 냉각 방식 차이

고밀도 AI 서버 환경이 확대되면서 기존 공랭(공기냉각) 중심의 냉각 방식만으로는 열 관리를 수행하기 어려운 사례가 늘고 있습니다. 이에 업계는 액체냉각 기술에 주목하고 있습니다. 공랭이 공기로 열을 밖으로 내보내는 방식이라면, 액체냉각은 유체가 직접 열을 흡수하는 방식입니다.

공랭은 팬과 공조 설비로 서버 주변의 공기를 순환시켜 열을 배출하는 방식입니다. 액체냉각은 대표적으로 두 가지 방식으로 나뉩니다. 직접액체냉각은 발열이 집중되는 부품에 냉각판을 부착해 유체를 순환시키며 열을 제거하고, 액침냉각은 비전도성 유체에 서버 등 장비를 통째로 담가 열을 흡수합니다.

액침냉각과 직접액체냉각은 냉각 범위와 시스템 구조가 다릅니다. 직접액체냉각은 CPU·GPU 등 발열이 집중되는 부품을 중심으로 냉각하는 방식으로, 특정 고발열 부품의 열을 효과적으로 관리해야 하는 환경에 적합합니다. 반면, 액침냉각은 서버 전체를 유체에 담가 냉각하는 방식으로, 서버 전체를 시스템 단위로 냉각해야 하는 환경에 적합합니다. 어떤 방식을 택할지는 데이터센터의 발열 특성과 시스템 구성, 운영 환경에 따라 달라집니다.

액체냉각이 만드는 운영 가치

데이터센터 액체냉각이 제공하는 전력 효율·운영비·지속가능성 측면의 운영 가치

액체냉각은 에너지 효율, 운영비 절감, 지속가능성이라는 다양한 운영 가치를 제공합니다.

에너지 효율은 열전달 효율의 차이에서 비롯됩니다. 동일한 공간에서 액체는 공기보다 효율적으로 열을 제거²할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

이는 자연스럽게 운영비 절감으로 이어집니다. 액침냉각을 기준으로, 냉각·공조에 드는 에너지를 최대 80%까지 줄이고³ 데이터센터 전체 유지운영비도 최대 30%까지 절감⁴할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

지속가능성 측면에서도 의미가 있습니다. 냉각에 쓰이는 에너지가 줄어들수록 데이터센터의 전력사용효율지수(PUE, Power Usage Effectiveness)도 함께 개선되기 때문입니다.

이처럼 액체냉각은 에너지 효율, 운영비 절감, 지속가능성이라는 운영 가치를 통해 데이터센터의 새로운 냉각 흐름으로 자리 잡아가고 있습니다. 다음 편에서는 Kixx가 이러한 흐름에 어떻게 대응하고 있는지, Kixx DLC Fluid PG25와 Immersion Fluid S 라인업이 각각 어떤 기술로 설계됐는지 보다 심층적으로 살펴볼 예정입니다.

한편, Kixx는 데이터센터의 냉각 방식 전환의 흐름을 담은 액체냉각솔루션 영상을 공개했습니다. 자세한 영상은 Kixx 공식 유튜브 채널에서 확인할 수 있습니다.

¹ McKinsey & Company, Investing in the rising data center economy, 2023.

²The University of Texas at Arlington, Computational Analysis for Thermal Optimization of Server for Single-Phase Immersion Cooling, 2019

³Springer Nature, Energy Informatics, 2026

⁴Dell’Oro Group, Is Immersion Cooling the Answer to Data Center Sustainability?, 2021.