AI 데이터센터 DLC vs 액침: 227kW 랙의 DLC 선택 기준
GPU 랙 전력은 120kW에서 227kW 설계로 높아졌습니다. 냉각 방식은 온도뿐 아니라 기존 건물에 설치할 수 있는지, 표준 서버 정비 방식을 유지할 수 있는지, 다음 GPU 세대까지 확장할 수 있는지를 함께 보고 선택해야 합니다.
세 줄 요약
NVIDIA 문서의 GB200 NVL72는 시스템 전력이 약 120kW이고 GB300 NVL72는 최대 142kW입니다. ASUS가 공개한 Vera Rubin NVL72 AI POD 설계는 187kW MaxQ와 227kW MaxP까지 올라갑니다.
이 글에서 DLC(Direct Liquid Cooling)와 수랭은 같은 콜드플레이트 직접액체냉각을 뜻합니다. 업계에서는 DTC 또는 D2C라는 이름도 쓰지만, 이후에는 DLC로 통일합니다. 서버 전체를 절연액에 담그는 방식은 액침냉각으로 구분합니다.
현재 상용 AI 서버에는 단상 DLC가 널리 쓰입니다. 매니코어소프트는 2027년 상반기 출시를 목표로 3MW급 단상 CDU를 개발하고 있으며, 2상 콜드플레이트와 CDU는 국책과제로 2028년 개발·실증할 예정입니다.
AI 랙 전력 120kW에서 227kW로
우리가 이 문제와 직접 부딪힌 때는 2012년입니다. 국산 슈퍼컴퓨터 ‘천둥’을 만들며 4U 섀시에 250W급 GPU 8장을 넣었습니다. 2kW 안팎의 열이 한 섀시에 집중되면서 계산 노드를 안정적으로 운용하려면 냉각 구조가 중요했습니다.
2026년에는 같은 고민을 랙 단위로 합니다. NVIDIA의 DGX GB200 NVL72 사용자 가이드는 시스템 전력을 약 120kW로 제시합니다. GB300 NVL72 엔터프라이즈 레퍼런스 아키텍처는 완전 구성 랙이 최대 142kW에 이를 수 있다고 설명합니다. ASUS가 2026년 3월 공개한 Vera Rubin NVL72 AI POD 설계는 187kW MaxQ와 227kW MaxP를 제시했습니다.
공식 시스템 문서와 OEM 발표에 나온 랙 단위 전력입니다. 같은 제품도 구성과 운전 모드에 따라 값이 달라지므로 도입 단계에서는 실제 BOM과 전력 제한값을 다시 확인해야 합니다.
공랭이 밀려나는 이유는 물성에서 시작합니다. 20℃ 부근에서 물의 열전도율은 공기의 약 23배이고, 같은 부피가 온도 1℃ 상승하며 담을 수 있는 열은 약 3,400배입니다. 실제 시스템 성능은 유량, 압력 손실, 열교환기와 제어 방식에 따라 달라지지만 출발점부터 차이가 큽니다.
상온 부근의 대표 물성값을 단순 비교한 그림입니다. 물성비가 곧 데이터센터 효율비를 뜻하지는 않습니다.
TrendForce는 AI 데이터센터의 액체냉각 침투율이 2024년 14%에서 2025년 33%로 높아졌다고 추정했습니다. 조사 범위에 따라 값은 달라질 수 있지만 방향은 분명합니다. 고밀도 AI 랙에서 액체냉각은 선택 기능이 아니라 시스템 아키텍처의 일부가 됐습니다.
DLC와 액침냉각
업계 용어는 하나로 고정돼 있지 않습니다. Uptime Institute처럼 DLC를 콜드플레이트와 액침을 모두 포괄하는 말로 쓰는 기관이 있는 반면, 서버·CDU 제품 문맥에서는 DLC를 콜드플레이트 방식의 직접액체냉각으로 부르고 액침과 나란히 비교하는 경우가 많습니다. 국내에서는 이를 수랭 또는 수랭식 액체냉각이라고도 부릅니다. DTC(Direct-to-Chip)와 D2C(Direct-to-Chip Cooling)도 같은 콜드플레이트 방식을 가리키는 이름으로 혼용됩니다.
이 글에서는 DLC, 수랭, DTC, D2C를 같은 콜드플레이트 직접액체냉각으로 정리하고 이후에는 DLC로 통일합니다.
DLC(Direct Liquid Cooling, 수랭): GPU와 CPU 위에 콜드플레이트를 장착하고 내부 유로로 냉각액을 흘리는 방식입니다.
액침냉각(Immersion Cooling): 서버 또는 보드 전체를 절연성 액체가 든 탱크에 담그는 방식입니다.
단상(single-phase): 열을 운반하는 동안 냉각액이 액체 상태를 유지합니다.
2상(two-phase): 냉각액이 열원에서 끓고 응축기에서 다시 액체로 돌아옵니다.
따라서 단상 DLC, 2상 DLC, 단상 액침, 2상 액침이 모두 가능합니다. “DLC냐 액침이냐”는 장비의 형태를, “단상이냐 2상이냐”는 열전달 원리를 묻는 서로 다른 질문입니다.
장비 형태와 열전달 원리를 두 축으로 나눈 분류입니다. 기관마다 DLC의 범위가 다르므로 외부 문서에서는 첫 정의를 확인해야 합니다.
여기에 받은 열을 건물 밖으로 내보내는 방식이 붙습니다. L2A(Liquid-to-Air)는 서버 냉각수의 열을 라디에이터와 팬으로 실내 공기에 넘깁니다. 시설 수배관이 없는 기존 전산실에 적용하기 쉽습니다. L2L(Liquid-to-Liquid)은 CDU(Coolant Distribution Unit, 냉각수 분배 장치)에서 서버 루프와 시설수 루프를 열교환합니다. 큰 용량으로 확장하기 좋지만 건물 측 배관과 수질, 공급 온도 설계가 필요합니다.
단상 냉각과 2상 냉각의 원리
단상 냉각은 냉각액의 온도를 올리는 현열을 이용합니다. 2상 냉각은 액체가 기체로 바뀔 때 흡수하는 잠열까지 이용합니다. 같은 온도 범위에서 더 높은 열유속을 다룰 잠재력이 2상의 가장 큰 매력입니다.
2상은 열전달 계수를 높일 잠재력이 있지만 비등 안정성, 압력, 냉각액 회수, 응축기와 제어까지 시스템 전체를 설계해야 합니다.
칩에서 열을 받는 능력과 데이터센터 전체의 우열은 같은 값이 아닙니다. Microsoft 연구진이 2025년 Nature에 발표한 생애주기 분석은 콜드플레이트, 단상 액침, 2상 액침을 에너지, 탄소, 물 사용량, 재료와 운영 조건까지 포함해 비교했습니다. 연구 대상 시나리오에서 세 액체냉각 방식은 공랭보다 환경부하를 낮췄지만 기술별 상충 조건은 달랐습니다. 연구진도 규제, 비용, 배치 난이도와 환경 목표를 함께 보라고 결론 냈습니다.
2상 냉각액과 PFAS 규제
2상 시장의 불확실성을 키운 사건은 3M의 철수였습니다. 3M은 2022년 말 PFAS 제조를 2025년 말까지 중단하겠다고 발표했습니다. Novec과 Fluorinert 계열 유체에 의존하던 설계는 대체 냉각액, 재인증과 장기 조달 계획을 다시 세워야 했습니다.
그렇다고 “2상 냉각액은 모두 금지된다”고 단순화하면 안 됩니다. 미국 EPA가 2024년 CERCLA 유해물질로 지정한 것은 PFOA와 PFOS입니다. EU의 광범위한 PFAS 제한안은 검토 절차가 진행 중이며 벤더별 유체의 화학 조성도 다릅니다. 같은 2상이라는 이름 아래에서도 규제 대상, 지구온난화지수, 가연성, 재료 호환성과 누출 감지 방식이 달라질 수 있습니다.
2상 냉각 시스템을 검토할 때는 냉각액의 정확한 물질명과 제조사, 규제 상태, 공급 지속성, 회수와 폐기 절차, 누출 시 책임 범위를 확인해야 합니다. 냉각액은 소모품이자 환경·안전·보험 조건을 좌우하는 구성 요소입니다.
단상 DLC를 먼저 검토하는 이유
ASHRAE는 AI·HPC 직접액체냉각에서 콜드플레이트 방식이 성숙도, 확장성과 신뢰성 때문에 지배적인 접근이라고 설명합니다. Schneider Electric과 Motivair도 2026년 기술 해설에서 단상 콜드플레이트가 단순성과 비용, 제품 로드맵 정합성 때문에 앞으로 5년에서 10년 동안 주류를 유지할 가능성이 높다고 봤습니다.
현재 AI·HPC 시설에서 단상 DLC를 먼저 검토하는 이유는 네 가지입니다.
첫째, 서버 제조사의 표준 설계에 들어와 있습니다. NVIDIA GB200과 GB300 NVL72 자체가 콜드플레이트 수랭을 전제로 합니다.
둘째, 기존 랙 운영 방식과 가깝습니다. 서버를 랙에서 빼서 정비하고 교체하는 절차를 크게 바꾸지 않아도 됩니다. 액침은 탱크에서 장비를 들어 올리고 액체를 흘려보내거나 닦은 뒤 작업하는 별도 절차가 필요합니다.
셋째, 시설 전환을 단계적으로 할 수 있습니다. 배관이 없는 전산실은 빌트인 또는 사이드카 L2A로 시작하고, 시설수 루프가 있는 데이터센터는 L2L로 확장할 수 있습니다.
넷째, 공급망이 커졌습니다. Ecolab은 2026년 CoolIT Systems 인수를 47억 5,000만 달러에 마쳤고 Eaton은 Boyd Thermal을 95억 달러에 인수했습니다. 인수 금액이 기술 우위를 증명하지는 않지만 콜드플레이트, CDU, 수처리와 전력 인프라가 하나의 조달 체계로 묶이고 있음을 보여줍니다.
액침냉각이 적합한 환경
액침냉각을 과거 기술로 볼 이유도 없습니다. 먼지, 염분, 소음과 팬 고장이 치명적인 환경에서는 서버를 액체 안에 밀폐하는 방식이 분명한 장점을 가집니다. 상면을 처음부터 설계할 수 있는 고밀도 특수 시설에서도 탱크 단위 배치가 유리할 수 있습니다.
보증도 “액침하면 무조건 무효”라고 단정할 수 없습니다. Intel은 Shell, Submer, Supermicro와 함께 단상 액침 솔루션을 인증했고 Xeon용 보증 조건을 마련한 사례가 있습니다. 다만 모든 서버와 액체 조합이 자동으로 인정되는 것은 아닙니다. 제품별 인증 범위를 계약서에서 확인해야 합니다.
일반적인 AI·HPC 설비에서는 단상 DLC를 먼저 검토하고, 밀폐와 팬 제거 같은 액침의 고유 장점이 사업 조건과 맞을 때 액침을 선택합니다.
시설 조건별 냉각 방식
첫 번째 분기점은 시설 조건과 운영 모델입니다.
배관이 없는 기존 전산실에 GPU 서버 수 대에서 수십 대를 넣는다면 빌트인, In-rack 또는 사이드카 L2A 단상 DLC가 현실적입니다. 건물 공사를 줄이면서 칩의 열을 액체로 받을 수 있습니다.
시설 수배관이 있고 랙당 100kW 이상으로 확장해야 한다면 L2L 단상 DLC를 먼저 검토할 만합니다. CDU 용량뿐 아니라 시설수 공급 온도, 수질, 이중화, 누수 감지, 급속 분리 커넥터와 제어 연동을 함께 봐야 합니다.
완전 밀폐, 팬 제거, 먼지와 염분 차단이 사업 조건이라면 단상 액침을 후보에 넣을 가치가 있습니다. 2상 DLC나 2상 액침은 단상으로 처리하기 어려운 열유속, 충분한 인증과 냉각액의 장기 조달 계획이 동시에 확보될 때 검토해야 합니다.
도입 전에는 다음 여섯 가지를 확인하십시오.
실제 BOM과 운전 모드에서 랙 최대 전력은 얼마인가?
시설수 공급 온도와 가용 유량, 수질 기준은 무엇인가?
열을 최종적으로 실내 공기와 시설수 중 어디에 넘길 것인가?
서버, 콜드플레이트 또는 탱크, 냉각액의 보증 주체는 누구인가?
냉각액의 규제, 회수, 폐기와 장기 조달 계획은 있는가?
설치비뿐 아니라 전력, 물, 정비시간과 증설 중단 비용까지 포함한 TCO는 얼마인가?
매니코어소프트 액체냉각 로드맵
매니코어소프트는 단상 DLC 제품을 확대하는 한편 국책과제로 2상 DLC를 연구합니다. 출시 일정과 정부과제 목표를 구분하면 다음과 같습니다.
1. 서버 안에서 냉각을 끝내는 dg5
dg5는 콜드플레이트, 펌프, 열교환과 제어 등 냉각에 필요한 구성을 서버 안에 내장한 제품입니다. 별도 시설 수배관 없이 기존 전산실에 도입할 수 있으며 프리쿨링을 활용하면 시스템 경계와 외기 조건에 따라 PUE 1.30 수준까지 낮출 수 있는 구조입니다.
PUE는 서버 한 대의 고정 사양이 아니라 데이터센터 전체 전력과 IT 전력의 비율입니다. 따라서 1.30은 모든 현장에서 자동으로 보장되는 값이 아니며 외기, 부하율, 보조 설비와 측정 경계에 따라 달라집니다.
2. 단상 DLC 제품 로드맵
기존 데이터센터의 랙과 운영 방식을 최대한 유지하면서 단상 제품군을 확장하고 있습니다. 핵심 개발 항목은 400kW급 In-Rack CDU, GPU 칩당 2,000W를 냉각하는 단상 콜드플레이트, 3MW급 단상 CDU입니다. 국책과제의 데이터센터 수준 연구 목표는 PUE 1.15 이하입니다.
2026년 말까지 글로벌 벤더의 HGX·DGX B300급 혹은 Rubin GPU 시스템과 함께 쓸 수 있는 L2A CDU와 L2L CDU 라인업을 갖출 계획입니다. 시설 배관이 없는 전산실에는 L2A, 시설수 루프가 있는 고밀도 데이터센터에는 L2L로 대응합니다. 3MW급 단상 CDU는 2027년 상반기 출시 예정입니다.
3. 2028년 2상 DLC 개발·실증
2상 연구는 GPU 칩당 3,000W 이상을 냉각하는 2상 콜드플레이트와 2상 CDU가 대상입니다. 국책과제로 2028년 개발·실증할 예정이며 데이터센터 수준 PUE 목표는 1.05 이하입니다.
단상과 2상을 경쟁 기술로만 볼 필요는 없습니다. 지금 설치할 수 있는 단상 DLC를 표준화하면서, 단상 한계를 넘는 칩 열유속에 대비해 2상 DLC의 콜드플레이트·CDU·냉각액 제어를 함께 준비하는 것이 매니코어소프트의 로드맵입니다.
자주 묻는 질문
DLC와 수랭은 같은 뜻인가요?
이 글에서는 같은 뜻으로 씁니다. GPU와 CPU에 콜드플레이트를 장착하고 배관 안의 냉각액으로 열을 옮기는 방식입니다. DTC와 D2C도 같은 방식을 가리키는 이름으로 쓰이므로 첫 등장 뒤에는 DLC로 통일합니다. 다만 일부 기관은 DLC를 액침까지 포함하는 상위 개념으로 쓰므로 외부 문서에서는 첫 정의를 확인해야 합니다.
DLC와 액침냉각의 차이는 무엇인가요?
DLC는 GPU와 CPU 위의 콜드플레이트로 열을 받고 냉각액을 배관 안에 유지합니다. 액침냉각은 서버 전체를 절연성 액체에 담급니다. 전자는 기존 랙 운영과 가깝고 후자는 팬 제거와 밀폐에 강점이 있습니다.
L2A와 L2L의 차이는 무엇인가요?
L2A는 서버 냉각수가 받은 열을 라디에이터로 실내 공기에 넘깁니다. L2L은 CDU를 통해 시설수 루프에 넘깁니다. 배관이 없는 기존 전산실은 L2A, 시설 수배관을 갖춘 대규모 고밀도 데이터센터는 L2L이 일반적으로 유리합니다.
2상 냉각은 단상보다 항상 효율적인가요?
항상 그렇지는 않습니다. 2상은 비등 잠열을 이용해 칩 수준의 열전달을 높일 수 있지만 냉각액, 응축기, 압력, 제어, 규제와 유지보수까지 포함한 시스템 복잡도와 비용도 커집니다.
PUE 1.15와 1.05는 현재 제품의 실측값인가요?
아닙니다. 단상 PUE 1.15 이하와 2상 PUE 1.05 이하는 정부과제의 데이터센터 수준 연구개발 목표입니다. 제품 사양이나 모든 현장에 적용되는 보장값으로 해석하면 안 됩니다.
3MW급 CDU는 단상인가요?
네. 매니코어소프트가 2027년 상반기 출시를 목표로 개발 중인 3MW급 CDU는 단상입니다. 2상 콜드플레이트와 CDU는 국책과제로 2028년 개발·실증할 예정입니다.
AI 서버 액체냉각 도입을 검토 중이라면 deep gadget 제품과 도입·협업 문의를 통해 시설 조건과 랙 전력에 맞는 구성을 확인할 수 있습니다.
참고 자료
NVIDIA, DGX GB200 NVL72 시스템 전력 사양
TrendForce, AI 데이터센터 액체냉각 침투율과 L2A·L2L 전망
ASHRAE, AI 데이터센터 통합 설계 원칙
Open Compute Project, D2C·DTC 용어가 쓰이는 액체냉각 기술 문서
Uptime Institute, DLC 범위와 수랭식 콜드플레이트 시장
Schneider Electric·Motivair, 단상과 2상 직접액체냉각 비교
U.S. EPA, PFOA·PFOS의 CERCLA 유해물질 지정
ECHA, EU PFAS 제한 제안과 평가 현황
Microsoft Research·Nature, 데이터센터 냉각 기술의 생애주기 지속가능성 분석
Intel, 단상 액침냉각 인증과 Xeon 보증 사례
Ecolab, CoolIT Systems 인수 완료
Eaton, Boyd Thermal 인수 완료