엔비디아 서버도 전기 없인 못 돈다…AI 병목, GPU서 전력으로 [뉴스] 대만 AI 서버 제조업체 위윈(Wiwynn)이 전시한 엔비디아 기반 AI 서버 랙. 위윈은 엔비디아 AI 서버 공급망의 핵심 기업으로 꼽힌다. / 출처 =위윈
AI 산업의 병목이 반도체에서 전력 인프라로 옮겨가고 있다.
28일(현지시각) 블룸버그는 엔비디아 서버 공급망의 핵심 기업인 대만 위윈(Wiwynn)의 홍 에밀리(Emily Hong) 의장 인터뷰를 인용해 AI 데이터센터 핵심 부품 부족이 메모리를 넘어 네트워킹칩과 전력 인프라 전반으로 확산되고 있다고 보도했다.
생성형 AI 투자 경쟁이 전력망과 전기설비 수요를 끌어올리면서 AI 산업의 경쟁력이 칩 확보에서 전력 조달 능력으로 이동하고 있다는 분석이 나온다.
GPU 다음 병목은 전력 인프라
홍 의장은 인터뷰에서 부족한 부품은 매년 달라진다 고 말했다. 특정 부품 부족이 일시적으로 발생하는 수준이 아니라 데이터센터 공급망 전반에서 병목이 반복되고 있다는 의미다. 그는 공급 제약이 완화되는 시점도 2027~2028년 이후가 될 것으로 내다봤다.
위윈이 전력 공급 문제를 언급한 점도 눈에 띈다. 홍 의장은 텍사스주 엘파소 공장에서 AI 서버 랙 생산에 필요한 전력 공급을 확보했다고 밝혔다. AI 산업의 경쟁이 반도체 확보를 넘어 전력 확보로 확대되고 있음을 보여주는 대목이다.
국제에너지기구(IEA)는 올해 4월 발간한 에너지와 AI 핵심 질문들(Key Questions on Energy and AI) 보고서에서 AI 특화 데이터센터의 전력 소비가 2025년에만 50% 증가했다고 밝혔다. AI 특화 데이터센터 전력 수요는 2030년까지 세 배 가까이 늘어날 것으로 전망됐다.
전력 관련 부품 부족도 현실화하고 있다. 시장조사업체 트렌드포스(TrendForce)는 전력관리반도체(PMIC)와 서버 운영을 제어하는 기저판관리컨트롤러(BMC) 공급 차질을 이유로 올해 전체 서버 출하 증가율 전망치를 기존 20%에서 13%로 낮췄다. 반면 AI 서버 출하 증가율은 28% 수준을 유지할 것으로 전망했다. AI 인프라 수요가 공급망 전체를 압박하고 있다는 의미다.
빅테크 1000조원 투자에도 공급 부족은 계속된다
AI 인프라 투자 경쟁은 더 거세지고 있다. 파이낸셜타임스(FT)에 따르면 구글과 아마존, 마이크로소프트, 메타의 올해 설비투자 규모는 7250억달러(약 1000조원)에 이를 전망이다. 지난해보다 77% 늘어난 규모다.
문제는 투자 확대가 공급 부족 해소로 이어지지 않고 있다는 점이다.
마이크로소프트는 올해 설비투자 규모를 1900억달러(약 285조원)로 늘렸지만 GPU와 CPU, 저장장치 부족 현상이 최소 올해까지 이어질 것으로 보고 있다. 에이미 후드(Amy Hood) 최고재무책임자(CFO)는 이 가운데 250억달러(약 37조5000억원)가 메모리칩 등 부품 가격 상승에 따른 비용 증가분이라고 설명했다.
메타는 메모리 가격 상승 등을 이유로 올해 설비투자 규모를 최대 1450억달러(약 218조원)까지 확대했다. 수요가 투자를 부르고, 투자가 다시 부품 가격을 끌어올리는 구조가 형성되고 있는 셈이다.
IEA는 구글·아마존·마이크로소프트·메타 등 주요 기술기업들의 설비투자 규모가 이미 전 세계 석유·가스 생산 투자 규모를 넘어섰다고 분석했다. AI 인프라가 글로벌 자본 지출의 중심으로 떠오르고 있기 때문이다.
전력망이 AI 성장 속도를 결정한다
투자 규모가 커질수록 전력 인프라 부족은 더 뚜렷해지고 있다. 블룸버그에 따르면 미국에서 올해 가동 예정인 데이터센터 프로젝트의 30~50%가 전력 제약과 장비 부족 등으로 지연되거나 취소될 가능성이 있다. 변압기와 개폐기, 배터리 시스템 등 전력 인프라 장비가 AI 데이터센터 확장의 새로운 병목으로 떠오른 것이다.
전력 수요 증가 속도도 가파르다. IEA는 전 세계 데이터센터 전력 소비가 2030년 약 945TWh에 이를 것으로 전망했다. 현재 일본의 연간 전력 소비량을 웃도는 규모다.
AI 서버의 전력 밀도도 빠르게 높아지고 있다. IEA는 2027년까지 고성능 AI 서버 랙 한 대의 최대 전력 수요가 일반 가구 65곳의 소비 전력과 맞먹는 수준에 이를 것으로 예상했다. AI 서버 전력 밀도는 2020년 이후 11배 높아졌고 앞으로도 상승세가 이어질 전망이다.
전력 확보 경쟁은 재생에너지와 원전 시장으로도 번지고 있다. 데이터센터 운영사들은 지난해 기업 전력구매계약(PPA) 체결량의 약 40%를 차지했다. 소형모듈원자로(SMR)를 활용한 전력 공급 계약도 빠르게 늘고 있다. AI 산업이 에너지 전환 시장의 새로운 수요처로 떠오르고 있는 셈이다.
IEA는 AI 확산에 따라 데이터센터 전력 수요가 향후 에너지 시장의 핵심 변수로 부상할 것으로 전망했다.
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