컴퓨팅 업계가 전력소비문제로 머리를 맞댔다. 나날이 늘어나는 컴퓨팅 기기로 인한 전력 소비 문제가 도를 넘었기 때문이다. 기술 업체, 고객, 공무원, 과학자들은 지난 화요일 썬마이크로시스템즈 본부에 모여 컴퓨팅 장비들의 엄청난 전기 소모가 가져오는 문제들의 해결책에 대해 논의했다.

문제는 사업상 요구, 상승중인 에너지 가격, 기술의 변화 등이 복합돼 나타나고 있으며 칩 과 컴퓨터는 따라서 더 많은 전기를 소모하고 있다. 결과적으로 우선순위들 간의 충돌이 발생하고 있다. 일부는 공간을 활용하기 위해 서버를 보다 밀집된 형태로 배치하고 있으며 다른 이들은 과열 문제 해결을 위해 보다 많은 공간을 확보하고 있다.

산업계 대표들은 컴퓨팅 장비의 과도한 전력소비 문제를 해결할 시점이 됐다는 데 동의한다.

에너지 효율성 따져보자
문제 해결을 위해 기술 산업의 인사들은 보다 에너지 효율적인 제온 프로세서에서 하이엔드 시스템을 위한 수냉 시스템까지 다양한 솔루션을 개발했다.

반도체 업체 AMD의 상용 비즈니스 부사장인 벤 윌리엄스는 GCEEDC(Global Conference on Energy Efficiency in the Data Center) 컨퍼런스에서 "우리는 최고의 시점에 와있다" 라고 말했다. 그는 "사업부는 IT 부서가 적은 비용으로 더 많은 결과를 내놓도록 요구하고 있다. CFO들은 왜 서버 랙에 빈 공간이 있는지 질문한다. IT 부서에서는 '추가의 데이터 센터가 필요하다'고 대답한다. 또한 이 모든 것을 최우선 문제로 격상시키는 에너지 가격 상승문제가 있다"고 말했다.

그러나 EPA 에너지 스타 프로그램의 앤드류 파나라는 전력소비에 있어서 효율성 향상은 모든 이에게 도움이 되는 것이라고 말했다. 파나라는 "기업들은 '에너지 가격이 낮아질 것이라고 예측할 수 있을까?'라고 자문해 보아야 한다. 이는 결국 아무 일도 안 하는 데서 오는 비용"이라고 전했다.

이 문제 해결을 위해 기술 산업은 보다 에너지 효율적인 제온 프로세서에서 하이엔드 시스템을 위한 수냉 시스템까지 다양한 솔루션을 개발했다.

주변 상황은 좋지 못하다. 4년 혹은 5년 전에 컴퓨팅 장비로 가득찬 6피트 높이의 랙은 2 내지 3킬로와트를 소비했지만 "현재는 10-, 15-, 20- 킬로와트 랙들이 있다"고 썬의 CTO 인 그레그 파파도풀로스는 말했다. 구글은 서버의 전기세가 서버 구매 비용을 앞서게 될 수도 있다고 경고했다.

컴퓨터로 가득찬 데이터센터가 늘어나고 대형화함에 따라 문제는 악화되고 있다. 데이터센터는 바닥의 높이를 높여서 바닥에서 바로 서버 구역으로 찬 공기가 흐르도록 하고 있다.

IDC 애널리스트 버논 터너는 "지금부터 2009년까지 1200만 평방 피트의 공냉식 플로어가 시장에 공급될 것으로 예상한다"라고 말했다. 비교를 하자면 세계에서 가장 큰 쇼핑몰인 미네소타의 몰 오브 아메리카는 250만 평방 피트에 불과하다. 터너는 "몰 오브 아메리카가 서버로 가득 찬 광경을 상상해 보라"고 말했다.

데이터센터에서 소모되는 에너지의 많은 부분이 낭비되고 있다고 업타임 인스티튜트의 데이터 센터 설계 전문가인 밥 설리번이 말했다. 19개의 데이터 센터를 조사한 결과 컴퓨팅 활동에 의해 소모되는 매 1킬로와트 당 1.4킬로와트의 전력이 손실되고 있다고 이 컨설팅 업체는 밝혔다.

문제 해결 위한 '공통의 측정자' 개발
이번 컨퍼런스 참가자 몇몇은 최초의 단계는 시스템 성능에 대한 유용한 공통의 측정자를 개발하는 것이라고 말했다. 이렇게 되면 전력 소모와 균형을 맞출 수 있으며 전력소비문제가 얼마나 나쁜지 솔루션의 효율이 어떻게 될 지 판단할 수 있다.

스탠포드 대학과 로렌스 버클리 국립연구소에서 일하는 조나단 쿠메이는 인터뷰를 통해 "대부분의 업체는 우선순위가 제공되는 서비스의 객관적인 측정자 개발에 있다는데 동의한다"고 말했다. 그는 그가 관여했던 토론에서 측정자들을 도출할 수 있기를 기대한다고 말했다. 그는 서버 업체들, EPA 등에서 온 사람들과 토론했다. 그는 "최소한 1년 내에 측정자 초안이 나올 것으로 희망한다"라고 전했다.

그러나 대부분의 발언자들은 성능측정절차를 제안하기를 거부했으며 일부는 이것이 민감한 문제라고 말했다. 우선 회사들은 자사 제품이 좋아 보이는 성능 측정 결과를 결국 인용하게 될 것이다. 또한 프로세서, 스토리지, 네트워킹에 이르는 모든 요소의 성능을 대변하는 테스트 개발은 쉽지 않다.

저전력 프로세서를 개발하는 벤처회사인 P.A.세미의 아키텍처 부사장인 피터 배논은 "매일 사용하는데 있어서 충분히 폭이 넓으면서도 간단한 측정 방식을 찾기 어려울 것"이라고 말했다.

썬의 파파도풀러스는 자동차의 연비처럼 단순한 것도 실세계에서 측정이 쉽지 않다고 말했다. 오토바이가 순수한 갤론 당 마일에서 SUV를 앞서지만 더 많은 승객을 나르기 때문에 결국 효율은 SUV가 좋을 수 있다. 그러나 SUV는 승객이 항상 가득차 있는 것이 아니므로 탑승율도 고려돼야 한다.

수십년된 아이디어이지만 최근 인기를 끌고 있는 것이 수냉방식이다. HP, 에제네라, 실리콘 그래픽, IBM은 자사 하드웨어 제품에 수냉방식 옵션을 공급중이다.

데이터 센터 디자인 전문가인 설리번은 "수냉과 액체냉각이 부활하고 있다. 효율성 측면에서 수냉을 프로세서에 가깝게 가져갈수록 효율성이 높아진다고 볼 수 있다"라고 말했다.

프로세서 전력 유출 막기
칩 설계자들은 전력 소비를 줄이기 위한 기술개발을 진행하고 있다. 프로세서가 주요 전력 문제가 된 이유는 부분적으로 새로운 생산기술이 전류의 충실한 사용보다는 '유출'을 일으키기 때문이다.

두 개의 프로세서 소켓을 갖춘 서버를 위한 인텔의 '어윈데일' 제온은 110와트를 소모한다. 그러나 인텔 디지털 엔터프라이즈 그룹의 발열 엔지니어인 마이클 패터슨은 앞으로 나올 '우드크레스트' 모델에서 상당한 전력 소모의 개선이 이뤄질 것이라고 말했다. 이 칩은 2006년 하반기 발매 예정으로 듀얼코어를 탑재하는데 펜티엄 M 모바일 프로세서의 아키텍처를 채용하며 어윈데일의 90나노미터가 아닌 새로운 65나노미터 공정에서 나온다.

우드크레스트 CPU는 80와트를 소모할 것이라고 패터슨은 말했다. 그는 "저전력 부품이 아니며 성능에 최적화된 제품"이라고 전했다.

또한 인텔은 지난주 하이엔드 아이태니엄 프로세서의 차세대 ‘몬테시토’ 버전이 기존 버전의 130와트가 아닌 100와트를 소모할 것이라고 밝혔다.

파파도풀로스는 다음 문제는 2008년이 되면 컴퓨터 소모 전력의 절반 이상을 차지할 메모리 서브시스템이 될 것이라고 말했다. 그는 "메모리는 돼지와 같다. DDR2 메모리 전환에 의해 상황이 나빠지며 풀 버퍼 DIMM에 의해서도 그렇다"라고 말했다. DDR2는 차세대 DDR 메모리 표준이며 풀 버퍼 DIMM은 속도가 더 빠른 버전이다.

썬은 최근 울트라스파크 T1 ‘나이아가라’ 기반 서버를 발표했다. 이 제품은 대부분의 서버 제품보다 전력소비가 적으며 썬은 전력소모를 추가로 줄일 수 있는 두 가지 기술을 개발 중이다.

하나는 근접 IO로 기존의 통신선과 관련 프로세싱 칩을 대체해 프로세서를 수직으로 쌓아서 직접 연결하는 기술이다. 두 번째 기술은 전기가 아닌 광학 통신 라인을 사용하는 것이다.

에너지 사용과 관련해 파파도풀로스는 "근접 I/O는 훨씬 유리하다. 훨씬 높은 전송률을 얻을 수 있으며 비트 당 전력소비는 훨씬 낮다"라고 말했다.

또한 서버가 최대 용량에서 동작할 수 있도록 하기 위한 활용율 개선을 위한 기술도 개발되고 있다. 터너는 많은 고객들이 최대 서버 성능의 17%만 평균적으로 사용하고 있다고 조심스럽게 보고했지만 이 것도 사실 좋은 것이라고 말했다.

한가지 방법은 가상화 기술로 동일 서버에 다중 운영체제를 수행할 수 있도록 하는 기술이다. 터너는 "조사대상 데이터 센터 중 20%만이 가상화를 채용하지 않고 있으며 이들은 '폐업 중'인 데이터 센터로 파악됐다"라고 말했다.

오늘 날 전력문제 해결을 위한 가장 빠르고 쉬운 방법은 보다 에너지 효율적인 파워 서플라이 설치라고 버클리의 쿠메이는 말했다. EPA는 업체들이 요건을 충족하는 파워 서플라이에 ‘80+’ 라벨을 붙일 수 있도록 허용하고 있다. 이 의미는 벽의 교류 전원을 컴퓨터 내부의 직류 전원으로 바꿨을 때 효율성이 80% 이상이라는 의미이다. ‘에너지 스타’ 라벨은 에너지 낭비가 20% 이하라는 의미이다. 그러나 파워 서플라이의 경우 효율성은 겨우 70에서 72%에 불과하다.

그러나 EPA 에너지 스타 라벨은 서버에 적용되지 않는다. 그 이유는 고객들이 너무나 다양한 설정으로 서버 제품을 주문하기 때문이라고 패터슨은 말했다.

그는 "너무나 많은 가능한 조합이 있다. 이들 각각을 위한 스티커는 없다. 무엇인가 필요하지만 에너지 스타 라벨은 아니다""라고 설명했다

파워 서플라이의 라벨 부착은 고객이 컴퓨터 장비 업체가 효율성을 향상시키도록 설득시키는데 좋은 지렛대가 될 것이라고 쿠메이는 말했다. "고객들이 업체들에게 영향력을 행사할 수 있지만 너무나 결과가 없어서 놀라울 지경"이라고 말했다.@