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알쓸신잡

❄️ 액체 냉각 Liquid Cooling Technology: 고성능 IT시대의 냉각 해법

by 하마타 2025. 6. 11.

점점 고성능화되는 반도체와 서버, 데이터센터 환경에서 발열 제어는 필수 조건입니다.
특히, AI 연산과 고성능 GPU, 데이터센터의 집적화로 인해 공기 냉각(Air Cooling) 기술만으로는 한계에 부딪히고 있죠.
이러한 상황에서 주목받는 것이 바로 **액체 냉각 기술(Liquid Cooling Technology)**입니다.


💧 액체 냉각 기술이란?

액체 냉각(Liquid Cooling)은 전자기기 또는 서버에서 발생하는 열을 액체를 이용해 빠르게 흡수 및 방출하는 기술입니다.
공기 대신 냉각수, 오일 또는 특수 냉매를 사용해 열전도 효율을 극대화합니다.


🔍 주요 방식

1. Direct-to-Chip (D2C) 냉각

  • 설명: CPU, GPU 등의 발열 부품에 냉각판(cold plate)을 직접 접촉시키고 냉각수를 순환시켜 열을 흡수
  • 장점: 부품 중심 집중 냉각 → 효율 높고 소음 적음
  • 적용처: 고성능 서버, 슈퍼컴퓨터

2. Immersion Cooling (침지 냉각)

  • 설명: 서버 전체를 절연성 액체(예: Fluorinert, 미네랄 오일)에 직접 담가 냉각
  • 장점: 냉각 효율 극대화, 팬 불필요 → 무소음·저전력
  • 적용처: 비트코인 채굴장, AI 서버, 초고밀도 데이터센터

3. Cold Plate + Loop 시스템

  • 설명: 물을 이용한 순환 방식으로, 열 교환기를 통해 열을 실외로 배출
  • 적용처: 하이퍼스케일 데이터센터, 고성능 워크스테이션

🔬 왜 공기 냉각보다 뛰어난가?

항목  공기 냉각 액체 냉각
냉각 효율 낮음 높음 (최대 1000배 높은 열전도율)
소음 팬 소음 존재 팬 없음 또는 저소음
전력 소비 높음 15~30% 절감 가능
공간 효율 비효율적 서버 밀집도 향상 가능

🌍 액체 냉각의 글로벌 적용 사례

  • Google / Microsoft: 자사 데이터센터에 Direct-to-Chip 및 침지 냉각 기술 도입
  • Meta: AI 학습용 서버에 액체 냉각 채택
  • 삼성전자: 고성능 반도체 패키징 기술과 함께 냉각 솔루션 공동 개발 중
  • 비트코인 채굴장: 침지 냉각으로 채굴 효율 극대화
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