액체냉각 핵심 용어 정리: 콜드플레이트부터 CDU까지
직접액체냉각(수랭, DLC) 얘기를 듣다 보면 콜드플레이트, 매니폴드, CDU 같은 말이 한꺼번에 쏟아집니다. 하나씩 짧게 정리해 봤습니다.
먼저 흔한 오해 하나. 서버 안을 도는 물과 건물 배관을 도는 물이 같은 물이라고 생각하기 쉬운데, 아닙니다. 이 둘을 갈라놓는 장치가 CDU입니다. 순서대로 봅니다.
콜드플레이트 (Cold Plate)
CPU나 GPU 위에 얹는 금속판입니다. 안에 좁은 유로가 있고, 냉각수는 그 안에서만 흐릅니다. 칩 표면에 직접 닿지 않아 간접 접촉이라 부릅니다.
유로는 스카이빙 핀, 마이크로채널, 핀. 세 갈래로 나뉩니다. 좁을수록 잘 식지만 압력은 더 필요합니다.
매니폴드 (Manifold)
랙 안 서버 여러 대에 혹은 서버 안 콜드플레이트 여러 대에 냉각수를 나눠주고 다시 모으는 배관입니다. 서버와 연결하는 부위는 보통 퀵디스커넥트를 탑재합니다. 퀵디스크넥트는 작동 중간에 빼도 새지 않습니다. 최근엔 블라인드메이트 방식의 퀵디스커텍트도 있어서 서버를 밀어 넣기만 해도 자동으로 연결됩니다.
CDU (Coolant Distribution Unit)
건물 물과 서버 물을 갈라놓는 장치입니다. 열교환기를 사이에 두고 두 물이 섞이지 않게 하면서, 서버 쪽 물의 온도와 유량을 관리합니다. 앞서 말한 오해를 푸는 지점이 여기입니다.
CDU는 두 기준으로 나뉩니다.
위치: In-rack(랙 안), In-row(랙 사이, 여러 랙 담당), 사이드카(랙 하나 옆, 리트로핏용)
배출 경로: L2A(실내 공기로), L2L(시설수로)
두 기준은 독립적이라 In-rack+L2L, 사이드카+L2A처럼 다양하게조합됩니다.
냉각수·냉매 (Coolant)
가장 널리 쓰는 배합은 정제수에 프로필렌글리콜을 25% 섞은 PG25입니다. 동파 방지, 미생물 억제, 부식 방지가 목적입니다. 물 자체가 열을 잘 나르는 액체라, 같은 부피 기준 물이 나르는 열은 공기의 약 3,500배입니다.
액침에서는 다른 액체를 씁니다. 부품이 액체에 직접 닿기 때문에, 전기가 통하지 않는 유전체 유체를 씁니다.
액침 (Immersion)
서버 기판을 통째로 액체에 담그는 방식입니다. 콜드플레이트와 달리 액체가 부품에 직접 닿습니다. 단상(액체 유지)과 2상(끓었다 응축)으로 나뉩니다. 지금은 콜드플레이트 방식이 더 널리 쓰이고, 액침은 초고밀도나 신축 시설에서 검토되는 편입니다.
정리하면
칩 → 콜드플레이트 → 매니폴드 → CDU → 시설수(혹은 공기). 액체냉각 서버 한 대는 이 경로가 만드는 하나의 폐회로입니다.
딥가젯: 이 구조를 서버 한 대에
매니코어소프트의 딥가젯은 이 구조를 CDU 없이 서버 한 대 안에 통째로 넣었습니다. 회사는 이를 빌트인 L2A 구조라 부릅니다. 콜드플레이트, 펌프, 라디에이터가 전부 섀시 안에 있어 전원만 연결하면 되고, 기존 공랭 서버실에도 그대로 놓을 수 있습니다. 관련 특허(10-2118786, 10-2879706, 10-2983012)를 보유하고 있습니다.
자주 묻는 질문
콜드플레이트 안의 물이 시설 배관의 물과 같은 물인가요?
아닙니다. CDU가 열교환기로 두 물을 분리합니다.
액체냉각은 반드시 순수한 물을 쓰나요?
아닙니다. 업계 표준은 PG25(물+프로필렌글리콜 25%)입니다.
L2A와 L2L은 어떤 차이가 있나요?
열을 버리는 곳이 다릅니다. L2A는 실내 공기로, L2L은 시설수 루프로 넘깁니다.
콜드플레이트와 액침 중 어느 쪽이 더 나은가요?
용도가 다릅니다. 콜드플레이트는 기존 랙에 얹기 쉬워 더 널리 쓰이고, 액침은 부품 전체를 한 번에 식히지만 시설을 새로 설계해야 하는 경우가 많습니다.