MS애저 클라우드, 바닷속 데이터센터로 확장하나

마이크로소프트(MS)가 6년 전 시작한 해저 데이터센터 운영 실험을 통해 실용성을 확인했다. 사용자에게 IT인프라를 제공하기 위해 반드시 지상에 구축된 데이터센터 설비에만 의존할 필요는 없음을 입증했다는 뜻이다. 이는 세계 각국에 구축되고 있는 MS 퍼블릭클라우드서비스 '애저(Azure)'의 데이터센터가 언젠가 바닷속에서도 가동될 수 있음을 시사한다.

MS 미국 본사는 14일(현지시간) 공식 웹사이트에 "MS가 수중 데이터센터의 신뢰성, 실용성, 에너지 효율성을 확인했다"는 제목으로 작성된 프리랜서 테크니컬라이터(technical writer) 존 로치의 기사를 게재했다. 로치는 2016년부터 MS와 계약한 컨설팅회사를 통해 MS가 수행하는 기술관련 연구와 혁신 성과를 소개하는 써 온 인물이다.
 

마이크로소프트 수중 데이터센터 실험 '프로젝트 나틱'을 위해 제작된 컨테이너형 데이터센터.[사진=마이크로소프트 웹사이트]

로치의 기사에 따르면 MS의 '프로젝트 나틱(Project Natick)' 팀은 지난 2018년 봄부터 수심 117피트(약 36미터) 깊이 해저에 '노던아일(Northern Isles)' 데이터센터를 배포하고 2년간 그 데이터센터 서버의 성능과 안정성을 테스트 및 모니터링해 왔다.

이 팀은 전산장비를 담은 밀봉 컨테이너가 데이터센터의 전반적인 안정성을 높일 방법이 될 수 있다고 가정했다. 육지에서 산소·습도로 인한 부식, 온도 변동, 파손 부품을 교체하는 사람의 충돌과 밀침 등이 장비 고장을 유발할 수 있는 변수였다. 노던아일 데이터센터를 관찰한 결과 그들의 가설이 맞다는 것이 확인됐고, 이는 육지의 데이터센터 운영 환경에도 시사점을 줬다.

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프로젝트 나틱 책임자인 벤 커틀러 스페셜프로젝트 연구그룹 프로젝트 매니저는 "프로젝트 나틱의 교훈이 에너지, 폐기물, 물과 관련된 MS의 데이터센터 지속가능성 전략에 영향을 주고 있다"며 "수중 데이터센터의 안정성이 입증됨에 따라 세계 어디서나 전략적이고 핵심적인 데이터센터를 배포 및 운영하려는 고객을 지원하고자 하는 MS 애저 팀과의 논의가 촉발됐다"고 말했다.

윌리엄 차펠 MS 애저 미션시스템 담당 부사장은 "우리는 크고 작은 에지 디바이스를 활용해 지구를 에워싸고 있다"며 "사람의 손을 필요로 하지 않을만큼 충분히 안정적인 데이터센터를 만들 방법을 배우는 것이 우리의 꿈"이라고 강조했다.
 

빠르고 전기 덜 먹는 클라우드서비스 연구로 출발

MS의 수중 데이터센터 개념은 지난 2014년 '씽크위크(ThinkWeek)'라는 이름의 실용적인 아이디어 공유를 위한 사내 행사에서 제안됐다. 이 아이디어는 해안 거주 인구에게 '번개처럼 빠른' 클라우드서비스를 제공하면서 에너지도 절약할 수 있는 잠재적인 방법으로 여겨졌다.

세계 인구 과반이 해안 지역 120마일(약 193㎞) 이내에 거주한다. 해안 도시의 인근 수중에 데이터센터를 두면 데이터 이동거리가 짧아지는만큼, 더 빠르고 원활한 웹서핑, 비디오스트리밍, 게임플레이가 가능해진다. 해수면 아래 바다는 지속적으로 찬 상태를 유지하기 때문에 에너지 효율적인 데이터센터 설계를 가능케 한다. 이를테면 잠수함의 열교환 배관 구조를 이용할 수도 있다.

MS의 프로젝트 나틱 팀은 지난 2015년 8월부터 11월까지 미국 태평양 연안에서 1㎞ 가량 떨어진 지점의 수심 30피트(약 9m) 해저에서 첫 실험을 진행했다. 직경 8피트(약 2.4m)의 원통형 강철 용기를 만들어 질소를 충전하고 원통 안팎에 주위 압력, 습도, 진동을 파악하기 위한 100여개의 센서를 부착했다. 이후 105일간 이를 가동해 수중 데이터센터 개념이 실현 가능함을 증명했다.

이후 MS는 2018년 6월 물류, 선박 건조, 재생에너지 분야 해양 전문가와의 계약을 포함한 2단계 프로젝트를 진행했다. 이번엔 스코틀랜드 연안 바닷속에 864대의 서버와 27.6페타바이트(PB) 저장공간을 제공하는 스토리지를 탑재한 수중 데이터센터를 설치했다. 외부 전력 공급 없이 태양력, 풍력, 조력 발전으로 자체 가동시켰다. MS는 2단계 프로젝트 역시 실용성을 확인했다.

커틀러 매니저는 "이제 우리는 더 많은 걸 증명해야겠다고 느끼는 게 아니라 우리가 해낸 걸 활용하고자 하는 지점에 도달했다"며 "나틱은 기업이 그게 적절하다면 사용할 수 있는 핵심 구성요소"라고 말했다.
 

고장률, 전기·물 사용 최소화한 클라우드서비스 도전

2단계 프로젝트에 사용된 MS의 노던아일 수중 데이터센터는 네이벌그룹과 해군 국방 및 해양 재생에너지 전문 자회사 네이벌에너지스가 제작했다. 스코틀랜드 그레이트브리튼섬 북부에 있는 오크니제도 소재 기업 그린마린이 네이벌그룹과 MS의 수중 데이터센터 배포, 유지관리, 모니터링, 회수를 지원했다.

MS가 노던아일 수중 데이터센터를 회수해 내부를 열고 가동된 장비와 부품을 점거한 결과, 고장률이 육지 데이터센터 대비 8분의 1 수준이었음을 파악했다. 나틱 팀은 수중 데이터센터의 안정성이 육지 대비 8배에 달하는 이유를 내부 공기가 산소보다 부식성이 덜한 질소로 채워졌다는 점과, 부품을 다루면서 충격을 줘서 손상시킬 사람이 드나들지 않았기 때문이라고 가정했다.

이에 대한 분석 결과가 가정을 증명해 줄 경우 나틱 팀은 이 발견의 성과를 육지의 데이터센터 운영환경에 적용할 수 있게 된다.

나틱 팀은 데이터센터 가동에 친환경에너지를 활용하는 방법 측면으로도 성과를 얻었다. 나틱 팀이 노던아일 데이터센터 가동 지역으로 오크니제도를 선택한 이유 중 하나가 현지 전력망(grid)이 바람·태양 및 유럽 해양에너지센터(European Marine Energy Centre)에서 개발 중인 실험적인 친환경에너지기술로 100% 공급되고 있었기 때문이었다.

커틀러 매니저는 이 경험을 활용해 수중 데이터센터를 해상 풍력발전소와 가깝게 두는 시나리오를 떠올렸다. 그는 데이터센터를 가동하는 덴 약한 바람을 사용한 발전량만으로 충분할 수 있고, 여건이 안 되면 해안의 전력선을 데이터전송용 광케이블과 함께 묶어 연결하는 방식을 쓸 수도 있다고 봤다. 이밖에 서버 부품 교체 작업이나 담수 자원이 불필요하다는 이점이 꼽혔다.

커틀러 매니저는 "MS는 이제 이를 육지 데이터센터에 적용하는 방법을 찾는 길에 들어섰다"고 말했다.

MS는 초기 프로젝트 나틱의 미래 발전방향을 논할 때 이 수중 데이터센터를 확장해 전체 MS 애저 클라우드서비스 제품군을 강화하는 방법에 초점을 맞췄다. 이 경우 노던아일 데이터센터에 사용한 원통형 컨테이너 10여개 또는 그 이상을 연결할 필요가 있다. 이를 통해 대형 초대형 데이터센터 대신 기업 고객과 더 가까운 곳에 소형화한 데이터센터를 배치해야 하는 엣지컴퓨팅 트렌드에 대응할 수 있을 것으로 보인다.