[데이터센터 설계] PUE, 전력 사용량, 구성

[데이터센터 설계] PUE, 전력 사용량, 구성

 데이터센터를 막상 설계하려고 하면 데이터센터가 무엇인지도 잘 모르겠고, 용어가 매우 생소할 것이다. 데이터센터가 낯선 분들을 위해 데이터센터의 정의, 구성, 설계모듈, 쿨링 시스템, 에너지 시스템 (PUE), 전력수급 기준 등을 정리해 보았다. 

 

[데이터센터 설계] PUE, 전력 사용량, 구성

0. 목차

1. 데이터센터의 정의 2. 데이터센터의 구성 3. 데이터센터의 설계모듈 4. 데이터센터의 쿨링시스템 5. PUE(Power Usage Effectiveness)란? 6. 데이터센터 전력수급 기준

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1. 데이터센터의 정의

- 서버컴퓨터와 네트워크회선 등을 제공하는 인프라시설로 ICT 서비스 제공에 필요한 장비들을 집적하여 24시간 365일 운영하고 통합·관리하는 시설

 

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2. 데이터센터의 구성

- 전산기계실: 서버·스토리지·네트워크등의 ICT장비
- 기반시설: 운영 및 전력공급을 위한 시설/관제 및 보안시설

 

1) 전산기계실 (=전산실, 상면, White Space)

- 장비나 설비를 설치할 수 있는 공간
- 컴퓨팅서비스를 제공하기 위해 필요한 랙(Rack)과 케이블링, 서버, 스토리지, 관리시스템 및 네트워크장비등이 포함
- 상면/White Space라 불리는 이유: 과거에 이중바닥재위에 흰색전도성 타일이 많이 깔림

 

2) 전산기계실의 구성

출처: https://www.youtube.com/watch?v=T-dhMIAyYPk&t=709s 

 

① 항온항습기
- 전산실의 온도를 낮춰주는 에어컨역할

② Rack
- 서버, 네트워킹장치, 케이블 및 기타 데이터센터 컴퓨팅장비를 수용하도록 설계된 프레임
- 예전에는 3kW 이하의 저밀도랙으로 계획했으나 최근에는 8kW 또는 20kW 이상의 고밀도데이터센터로 계획하여 효율성 높임

③ 컨테인먼트
- Rack과 Rack 묶어, hot aisle과 cold aisle을 구분해 주는 구조물 Rack에서 발열되는 더운 공기를 hot aisle을 통해 흡입

④ Cold Aisle
- 항온항습기에서 나온 냉기로 Rack의 열을 식 힘(통행로)

 

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3. 데이터센터의 설계모듈

- Unit : 4.5cm 정도폭의 한 개의 표준서버
- Rack : 각유니트(서버)를꽂는장비
- Containment: 랙들을 2열로 배치
- Module: 컨테이먼트를다시 수평으로 여러 개 배치
- Floor: 각층에는 전산기계실이한개또는그 이상으로 배치가 능
- Building: 전산기계실 기준층+ 기반시설

출처: https://www.youtube.com/watch?v=T-dhMIAyYPk&t=709s 

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4. 데이터센터의 쿨링시스템

1) 외기 직접방식 (Direct Air)

  - 외부의 차가운 공기를 전산기계실 내부로 직접공급

 

2) 외기 간접방식 (Indirect Air)

  - 외부의 차가운 공기와 내부공기를 열교환하여 냉각

 

3) 프리쿨링냉동기 (Freecooling Chiller)

 - 외부의 차가운 공기로 냉각된 냉각수를 항온 항습기에 공급

출처: https://www.youtube.com/watch?v=T-dhMIAyYPk&t=709s 

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5. PUE(Power Usage Effectiveness)란?

  - 데이터센터의 전력사용효율을 나타내는 지표

 - 데이터센터의 건물 전체 부하 전력 중 순수 Rack에 부하된 전력 개념

 - PUE는 데이터센터 총 사용전력을 UPS 출력단 전력으로 나눈 값으로 1.0에 가까울수록 에너지 효율 좋음

 - 통상 전체 수전용량의 55%~65% 수준

 

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6. 데이터센터 전력수급 기준

전    력	전  압	수급방법	기   타
1만kW  (10MW) 이하	22.9 kV	일반 선로 사용 가능	- 1만 4천kW까지는 일반 선로 사용 가능하지만 피크 제어로 1만kW 이하 사용 가능
1만kW  (10MW) 이상	22.9 kV	전용선로 필요	- 각각의 변전소에서 2회선 인입 권장
4만kW  (40MW) 이상	154 kV	변전소 건립 필요	- 변전소 부지는 사업자가 제공 - 변전소 면적은 한전에서 계획

- 전용선로 필요시 사전에 ‘전기사용 신청서’를 작성하여 한전과 협의해야하며, 이때 수급가능 여부와 분담금 확인 가능함

- 전용선로 공사비는 변전소 위치에 따라 크게 차이가 남

- 4만 kW (40MW) 이상의 전력 필요시 두 개의 변전소에서 각각 전력을 인입받아야 함

 

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 더 나아가 데이터센터의 분류 및 종류를 알고 싶다면 아래 포스팅을 참고하면 된다.

자사용 데이터센터와 임대용 데이터센터의 차이점 말고도, 데이터센터의 TIER 등급 및 규모에 대한 정보가 나와있는 포스팅이니 많은 도움이 될 것이다.

 

[데이터센터 분류] Tier등급, 규모별, 자사용·임대용