트렌드

디지털 시대의 심장,
데이터센터
데이터센터의 필요성과
국내외 현황, 사업의 전망까지

한국데이터센터협회 이사 나연묵

2021.10.22

 

데이터센터는 IT 인프라 운영에 적합한 전용 건물에 전기, 통신, 공조 등 기반 설비를 갖추고 안전하고 효율적으로 24시간 365일 무중단으로 지식서비스를 제공하는 곳이다. 관련 법에서는 데이터센터를 정보통신서비스를 제공하기 위하여 컴퓨터 장치 등 정보시스템 장비를 일정한 공간(이하 전산실)에 집중하여 관리하는 시설로서 중앙감시실, 항온항습시설, 전산실, 전력감시실, 축전지설비, 자가발전설비, 수변전설비, 통신장비실 및 방재센터 등 주요 시설을 포함하는 시설을 말한다. 현재 유럽 주도로 제정 중인 ISO/IEC 22237 “데이터센터 시설과 인프라” 표준안 시리즈의 경우 빌딩 건축, 전력 분배, 환경 제어(공조), 통신 케이블 인프라, 보안 시스템, 관리와 운영 정보, 지진 영향 분석을 포함하고 있다. 

 

서버, 스토리지, 네트워크 장비 등 전기를 사용하는 IT 장비를 보관 운영하는 곳이므로 단위 건물로는 수전량이 건축법상 최대 크기인 40,000 정도까지로 높은 편이며, 최근 설립된 메가데이터센터의 경우 수전량이 100,000급인 경우도 존재한다. 24시간 무중단 서비스가 핵심 요건이므로 정전에 대비해 전체 수전량에 준하는 UPS 장비와 배터리, 디젤 발전기를 필수적으로 설치하고 있다. IT 장비의 경우 통신 라인 연결이 필수적이므로 시설 내 제반 장비에 대한 상호 연결은 물론이고 외부 서비스를 위한 광대역 통신 케이블 연결도 필수적이다. 전산실에 설치되는 컴퓨팅 장비의 경우 냉방이 필수적이므로 안정적인 전력 공급 시설에 못지않게 냉각탑, 칠러(chiller), 항온항습기(CRAH) 등의 공조 설비도 완벽하게 갖추고 있다. 

 

국내 데이터센터는 고객사에게 상면을 제공하고 고객사의 서버를 통합하여 운영하는 코로케이션(co-location) 데이터센터가 많은 편이며 고객사의 운영자가 파견 근무하는 경우가 많아 이를 위한 근무시설과 복지시설을 구비한 최신 빌딩 형태를 갖춘 곳이 많고 고객사의 편의를 고려해 접근성이 용이한 수도권에 위치한 경우가 많다. 해외 데이터센터나 특정 기업이 전용으로 사용하는 데이터센터의 경우 컴퓨팅 장비의 효율적 운용만을 목적으로 하므로 햇빛을 차단하기 위해 창문을 없애고 투박하게 공장 건물처럼 건축하는 경우가 많다.

 

4차 산업혁명 시대,

데이터센터의 필요성


데이터센터는 4차산업혁명, 디지털전환 시대의 심장에 해당하며 지식정보사회에서 지식서비스 생산을 위한 핵심 시설로 지식발전소에 비유할 수 있다. IoT(Internet of Thing) 기술과 5G 기술의 발전으로 센서, CCTV, 자동차, 사람 등이 생산하는 제반 데이터가 고속 통신 라인을 따라 데이터센터로 전달되고 데이터센터 장비나 클라우드에 수집되어 저장된다. 이렇게 저장된 데이터들은 데이터센터의 컴퓨팅 파워를 통하여 빅데이터 처리 및 분석, 인공지능 모델 구축 및 학습 과정을 거쳐 지식으로 가공된다. 이렇게 가공된 지식들은 핀테크, 스마트 팩토리, 스마트 시티, 스마트 의료/헬스케어 등을 위한 제반 서비스로 활용된다.

 

 

스마트폰에서 Google 검색창에 검색 키워드를 입력하면 순식간에 검색 결과가 화면에 나타난다. 그 짧은 시간 동안 사용자가 입력한 검색 키워드는 통신 라인을 따라 Google의 데이터센터로 전달되어 수십·수백대의 Google 서버의 검색엔진 처리를 통하여 검색 결과를 다시 사용자에게 전달하게 된다. 사용자는 검색 단어를 휴대폰에 입력하고 휴대폰에서 그 결과를 다시 살펴보게 되지만, 사용자가 요청한 정보와 지식을 제공하기 위해서 단 몇 초 동안 사용자의 검색 단어는 전세계에 흩어져 있는 Google 데이터센터로 전달이 되고, 그 데이터센터 안에 설치된 Google 서버의 처리를 통하여 검색 결과를 다시 전달받게 되는 것이다. 

 

전자 민원을 신청하면 행정안전부의 서버가 설치된 정부 데이터센터에서 민원 정보가 처리되고, 사용자는 요청한 전자증명서를 전달받아 사용자의 프린터에서 인쇄하게 된다. 카카오페이로 현금을 결제하면 카카오의 서버가 저장된 데이터센터의 서버에서 현금 결제가 진행이 되고, 사용자는 결제 결과를 화면상에서 보게 된다. 엔씨소프트의 리니지 게임을 하면 엔씨소프트의 서버가 저장된 데이터센터에서 게임 처리가 진행이 되고, 사용자는 그 결과를 화면상에서 확인하게 된다. 우리가 일상에서 마주하는 궁금한 단어 검색, 온라인 뉴스 검색, 유튜브 동영상 관람, 핀테크 현금 결제, 쿠팡 상품 배달, 배달의 민족 음식 배달 등 모든 행위들이 지식 서비스에 해당하며, 이러한 지식서비스는 서비스 기업의 서버가 저장된 데이터센터에서 사용자의 요청이 처리된다. 스마트폰을 들고 사는 현대 사회에서 데이터센터가 없다면 우리는 플랫폼 경제가 제공하는 O2O 서비스, OTT 서비스 등의 제반 지식서비스를 받을 수 없게 되고 순식간에 중세사회로 돌아가게 될 것이다.

 


국내외의

데이터센터 현황


국내 데이터센터는 현재까지 지속적으로 증가하는 추세에 있으며 2019년 158개를 기록하였으나 2020년 메가 데이터센터 건립을 이유로 소형 데이터센터가 폐지되며 156개로 줄어들었다. 2020년에 확인된 데이터센터 156개 중 민간용은 88개, 공공용은 68개이며 민간 데이터센터의 72.7%는 수도권 지역에 위치하고 있다. 민간 데이터센터의 경우, 2,000 이내의 중소형 데이터센터가 42%, 22,501㎡ 이상의 메가 데이터센터가 4.5% 정도이고, 전력 수전용량 기준으로는 10,000  이내가 50%, 40,001 이상이 4.5%를 차지한다.

 

국내 데이터센터는 KT, SK텔레스의 대표 기업인 G콤, LG U+ 등의 통신사, 삼성 SDS, LG CNS, SK C&C 등의 IT서비스 업체, 네이버, NHN 등의 인터넷 서비스 업체, 코스콤, 신한은행 등의 금융권, 국가정보자원관리원, 대법원 등의 정부 부처, 서울시 등의 지자체에서 구축 관리하고 있다. 삼성전자와 같은 제조업체의 경우도 내부 MES(Manufacturing Execution System, 제조실행시스템) 운영을 위해 자체 데이터센터를 다수 운영하는 것으로 알려져 있다. 해외 기업의 경우 전 세계 지식서비스의 대표 기업인 Google은 3개 대륙에 60개 이상의 데이터 센터, 천만대 이상의 서버를 운영하고 있다. ‘20년 기준으로 코로케이션 데이터센터 세계 최대 글로벌 기업인 에퀴닉스(Equinix)는 203개, 디지털 리얼티 트러스트(Digital Realty Trust)는 276개의 데이터센터를 전 세계 주요 위치에 분산 보유하고 있다. 겨울 냉기의 활용으로 에너지 효율에 유리한 북유럽 핀란드의 경우 전세계 기업의 데이터센터 1,000여개를 보유하고 있다.

 

 

단위 건물 기준으로 전력 밀도가 상대적으로 높은 편인 데이터센터의 경우 그린 ICT(Greening ICT) 관점에서 에너지 효율지표인 PUE(Power Usage Effectiveness, 전력효율지수)를 개선하려는 노력이 이루어지고 있다. PUE는 데이터센터에 공급되는 전체 전력을 IT 전력으로 나눈 값으로, 총 전력 100 공급 시 IT가 50을 사용했다면 PUE는 2가 된다. 가장 이상적인 수치는 총 전력 100 공급시 IT 전력 사용량이 100인 경우이고, 이 경우 PUE는 1이 된다. 우리나라 공공기관 데이터센터의 평균 PUE는 2 이상으로 알려져 있고, 한국데이터센터연합회에서 시행하고 있는 ‘그린데이터센터인증제’에서는 PUE 1.75 이하의 데이터센터가 인증을 받고 있다. 최근에 신축 중인 데이터센터의 설계 PUE는 1.4-1.5 정도이다. 그린데이터센터인증을 받은 국내 최고 데이터센터의 PUE는 1.3 정도이다. Google과 Facebook 데이터센터는 외기를 활용한 프리 쿨링(free cooling)으로 세계 최고 수준인 1.1 정도의 PUE 수치를 보고하고 있다. 

 

최근에는 기업의 ESG 경영의 일환으로 탄소 배출 저감이 이슈가 되고 있으며 신재생에너지만으로 데이터센터를 운영하는 RE100(Renewable Energy 100) 달성이 거론이 되고 있다. 국내 데이터센터도 환경부의 탄소배출 규제의 대상이 되어 대형 데이터센터의 경우 매년 전력사용량을 감축해야 하는 실정이다. 디지털 전환의 확산에 따라 지식서비스 수요는 급증하고 이에 따라 컴퓨팅 파워 수요도 폭발적으로 증가하는데 탄소배출거래제에 따라 데이터센터의 서버 수를 줄여야 하는 모순적인 상황이 발생하고 있다. 그러나 4차산업혁명 시대에 서버수의 증가는 불가피하므로 가장 바람직한 방향은 전력량, 즉 탄소배출량을 줄이는 것 보다는 데이터센터의 에너지효율 지표인 PUE를 연차적으로 개선하도록 유인하거나 RE100 달성을 권장하는 것이다.  

 


데이터센터 사업의

미래 전망은?


‘19년 민간 데이터센터의 매출액은 약 2조 7,066억 원 규모이고 44개 상업용 데이터센터의 매출액이 7,691억 원 규모이다. 지난 3년 간 연 9.7%씩 성장하였고 ’21년에는 3조 원을 돌파할 것으로 예상되고 있다. ‘24년까지 신규 구축 예정 코로케이션 데이터센터는 최소 19개 이상이고 면적 기준으로 37,161㎡ 이상인 하이퍼스케일 데이터센터도 6개소 이상 진행이 될 예정이다. ’20년 총 IT 전력 공급 가능량 기준으로 총 398 규모의 시장을 형성하고 있고, ’21-‘24년 연평균 34.6% 성장하여 951 규모를 형성할 전망이다. 신축 센터의 경우 IT 부하 기준으로 센터당 29가 예상되고 있으며, 서울 및 경기 남부의 데이터센터 신축 집중으로 현재 부지 및 전력의 부족 현상이 발생하고 있다.

 

컴퓨팅 방식이 개개 기관의 전산실에 서버를 유지하는 방식에서 클라우드 컴퓨팅 확산에 따른 임대 방식으로 급속히 변경되면서 클라우드 컴퓨팅이 속속 도입되고 있다. 이에 따라 2015년 CSP(cloud service provider) 세계 1위 기업인 아마존의 AWS가 한국에 상륙하였고, 이어서 이듬해에 마이크로소프트의 애저(Azure), IBM 클라우드, 오라클(Oracle) 클라우드도 한국에 상륙하였다. 최근에는 중국 정부의 지원으로 급성장하고 있는 알리바바(Alibaba) 클라우드가 소프트뱅크와 손잡고 일본에 진출하였다고 한다. 클라우드 서비스를 위해서는 기반 인프라로 데이터센터가 필수이므로 아마존은 국내 코로케이션 데이터센터의 잔여 상면을 거의 다 구매하고 있는 상태이고, 마이크로소프트도 부산에 신규 데이터센터를 설립하고 있고, IBM은 송도에 데이터센터를 구축한 상태이다. 

 

데이터센터는 AI와 딥러닝 응용의 확산, 빅데이터와 데이터 댐 건설, 스마트 시티와 스마트 교통의 추진에 따라 수요가 급증할 전망이다. AI의 처리를 위해서는 빅데이터가 필요하고, AI와 빅데이터의 처리를 위해서는 고성능 컴퓨팅 파워 또는 클라우드가 필요하며, 컴퓨팅 파워와 클라우드 서비스 제공을 위해서는 데이터센터가 필요하다. IoT 센서, CCTV 카메라, 자율주행 자동차, 드론에서 발생하는 모든 데이터는 데이터센터의 스토리지 또는 클라우드에 먼저 저장이 되어야 하고 그다음에 처리가 된다. 데이터센터 상면 수요가 급증하면서 외국 기업으로 일찌감치 한국에 진출한 호스트웨이(Hostway)에 이어 코로케이션 데이터센터 업계의 세계 1,2위를 다투고 있는 에퀴닉스 와 디지털 리얼티 트러스트도 최근 한국에 진출한 상태이다. 국내 CSP인 kt, 네이버, NHN도 목동, 세종, 광주 등에 추가적으로 데이터센터를 신축하고 있다. 정부도 대전, 광주에 이어 대구에 제3의 데이터센터를 구축 중이다. 

 

AI(인공지능)와 스마트시티의 범정부적 추진에 따라 각 지자체 주도의 데이터센터 단지 구축도 관심을 끌고 있다. 부산시가 부산신항 부근인 미음지구에 지자체 최초로 데이터센터 산업 단지를 조성한데 이어, 춘천시는 소양강댐의 지하 냉수를 활용하는 데이터센터 단지, 세종시는 신설 네이버 데이터센터를 포함하는 데이터센터 산업단지, 평택시는 인접한 LNG 단지의 냉열을 활용하여 데이터센터 냉방을 공급하는 시범사업, 새만금청은 새만금 간척지에 대규모로 구축될 신재생에너지 단지를 활용하여 RE100을 달성하는 환경 친환경적 데이터센터 단지 구축을 추진하고 있다. 플랫폼 경제와 인공지능 및 빅데이터 응용 분야 확대, 코로나로 인한 비대면 기술 수요 증가, 전 산업과 사회의 디지털 전환에 따른 데이터센터의 수요 급증과 지자체의 데이터센터 산업단지 유치 추진 등에 힘입어 각 건설사와 투자사도 데이터센터 구축 시장에 관심을 보이는 등 데이터센터 산업의 성장세가 이어질 전망이다.