By Paresh Dave, Reece Rogers, WIRED US

생성형 인공지능(AI) 열풍을 공급하는 데이터센터는 물과 전기를 마구 소비한다. 일부 연구원은 데이터센터의 물, 전기 수요가 지속적으로 공급할 수 없는 수준이라고 말한다. 몇 년 전, 고등학교에서 만난 기업가 두 명이 새로운 실험에 열을 올렸다. 바로 클라우드를 바닷속에 두는 실험이다.

2024년 8월 15일(현지 시각), 샘 멘델(Sam Mendel)과 에릭 킴(Eric Kim)은 스타트업 액셀러레이터인 Y 컴비네이터(Y Combinator)의 지원으로 스타트업 네트워크오션(NetworkOcean)을 창립했다. 창업 과정에서 한 달 이내에 GPU 서버가 가득 찬 소형 캡슐을 샌프란시스코만 해저에 설치한다는 계획을 발표했다. 멘델은 “앞으로 수십 년간 의존하게 될 컴퓨터 기반 시설을 더 효율적으로 구축할 방법이다”라고 말했다.

멘델과 킴은 전력 소모량을 줄이면서 해수로 캡슐 껍데기를 냉각하는 동시에 내부 냉각 시스템을 보완하는 방식을 활용하여 데이터센터를 지하로 옮겨 해양 온도 상승 속도를 낮추려는 노력을 다룬다. 멘델과 킴은 샌프란시스코만의 해저 데이터센터 설치 영역은 샌프란시스코의 활발한 AI 경제를 위한 빠른 처리 속도를 전달할 수 있다고 말한다.

그러나 샌프란시스코만의 염분이 섞인 물이 흐르는 넓은 영역을 연구한 과학자들은 네트워크오션의 해저 데이터센터 캡슐이 생성하는 아주 미미한 열이나 장애도 환경에 해로운 조류 번식과 야생동물 피해를 초래할 수 있다고 지적한다. 와이어드가 샌프란시스코만 관리를 담당하는 캘리포니아주와 미국 정부 기관 관료 여러 명에게 문의한 뒤 네트워크오션은 핵심 규제 당국의 허가를 모색하지 않고, 당국이 인지하지 못한 상태에서 해저 데이터센터 구축 초기 실험을 추진한 사실을 알 수 있었다.

와이어드는 만 보존 및 개발 위원회(Bay Conservation and Development Commission), 샌프란시스코 지역 수질 관리 위원회(San Francisco Regional Water Quality Control Board) 등 규제 기관 최소 두 곳에 문의하여 네트워크오션이 허가를 받지 않은 채로 실험을 진행하는 것이 법률 위반 사항이 될 수 있다는 사실을 확인했다. 만 보존 및 개발 위원회는 최대 수십만 달러 상당의 벌금을 부과할 수 있다.

개발 초기 단계인 해저 데이터센터 기술은 이미 캘리포니아 내 골칫거리가 되었다. 2016년, 캘리포니아주 해안 위원회는 마이크로소프트에 2015년, 무허가 서버 선박을 샌프란시스코에서 남쪽으로 약 250마일 떨어진 샌루이스 오비스포만에 낙하하도록 둔 행위가 불법 행위라는 내용의 과거 보고되지 않은 공지 사항을 전송했다. 프로젝트 네이틱(Project Natick)의 일부 과정으로 알려진 수개월간 진행된 실험은 당국이 인지한 시점에는 별다른 환경 피해가 없었다. 따라서 당국은 마이크로소프트에 벌금을 부과하지 않았다.

해저 데이터센터를 새로이 검토하는 과정에서 기후변화 퇴치를 위한 혁신 노력과 장기간 시행된 환경법 간의 갈등이 갈수록 흔한 일이 되었다. 허가는 몇 년이 아니더라도 몇 달이 걸리며, 허가를 받지 않은 상태에서 해저 데이터센터 실험이나 구축 작업을 진행한다면, 수백만 달러 상당의 벌금이 선고될 수 있다. 물론, 승인 절차가 보류될 수도 있다. 환경법 지지 세력은 승인 절차에 걸리는 시간과 투입되는 시간이 해저 데이터센터 건설에 따른 혁신과 환경 영향 간 장단점 균형을 더 나은 방식으로 맞출 수 있다고 주장한다.

최근 은퇴한 샌프란시스코만 수역 위원회 경영 부책임자 토마스 멈리(Thomas Mumley)는 “과도한 규제가 적용되는 이유는 제대로 행동하는 이들이 많지 않기 때문이다. 약간의 변화를 주면, 변화 범위를 넘어선 영역에서까지 행동한다. 주의가 필요하다”라고 말했다.

와이어드 사무실에서 진행된 인터뷰 진행 시간을 포함한 2주 동안 네트워크오션 공동 창립자인 멘델과 킴은 네트워크오션의 해저 데이터센터 발전 계획을 상술한 홍보물을 건넸다. 지금은 약 1시간 동안 해저 선박을 실험하고자 한다. 멘델은 실험 구역 범위는 규제 감독 영역에 해당하지 않는 개인 소유만 가능하며, 만의 일부 운영 지역으로 지정했다고 주장했다. 또, 위치, 설계, 영향 최소화라는 세 가지 조건을 보았을 때 승인 의무가 없다고 거듭 주장했다. 그는 “네트워크오션은 환경 피해가 없는 곳에서만 잠재적 실험을 이야기했다”라고 덧붙였다.

그러나 멈리는 허가가 필요하지 않다는 주장이 얼토당토않다고 반박한다. 만 보존 및 개발 위원회 수석 법률 집행 변호사 벨라 카스트로데일(Bella Castrodale)과 수자원 위원회 부서장 키스 리첸(Keith Lichten)은 개인 전용 소유 공간과 만에 신속하게 하락한다는 방법이 허가 예외 사항에 해당하지 않는다고 전했다. 와이어드의 취재에 응한 복수 만 지역 전문가는 일부 문제가 사전 감시를 막더라도 결국에는 네트워크오션이 규제 기관과 협력하지 않으면서 대중에게 최악의 메시지를 보내게 될 것으로 확신한다.

산업 오염원 조사 담당 비영리단체 샌프란시스코 베이키퍼(San Francisco Baykeeper) 과학 국장 존 로젠필드(Jon Rosenfield)는 “해저 데이터센터가 규제 감독을 받지 않는다는 사실 자체가 환경 오염을 초래하는 주된 요인이 아니라는 뜻으로 연결되지는 않는다”라고 지적했다.
 
학교에서 시작된 해저 데이터센터 프로젝트
멘델과 킴은 사우던 캘리포니아의 고등학교 재학 시절, 해상이 아닌 데이터센터를 추구한 뒤 해저 재생에너지 기계 개발실험을 진행했다. 현재 23세인 멘델은 2022년, 대학교 중퇴 이후 SNS 인플루언서 플랫폼을 개설했다. 

약 1년 전에는 맞춤 제작 시스템 라즈베리파이(Raspberry Pi)를 이용하여 소규모 웹 서버를 개발하여 다른 개인 프로젝트를 지원했다. 이후 샌프란시스코만 소살리토 지역에 개인 보트의 부표와 연결하면서 웹서버 장비를 잠시 띄워두었다. (멘델은 승인 관련 문의에는 답변을 거부했다.) 이후 23세인 킴과 해저 데이터센터 실험을 이야기한 뒤 멘델과 킴은 함께 실험을 추진하고, 네트워크오션을 창립하게 되었다.

네트워크오션의 홍보 강점은 비교적 저렴한 해저 데이터센터 개발, 유지 비용이다. 특히, 국한된 토지의 전기 부족 추세는 해저 데이터센터의 매력을 더한다. 무더운 서버 탱크 주변에 가득한 물은 자연 냉각에 도움이 되어 에어컨 자원 대규모 소모를 피하면서 데이터센터를 띄울 때도 비슷한 장점도 개선할 수 있다. 멘델은 해외 풍력발전소 개발사 여러 곳이 네트워크오션 선박 전기화 작업에 관심을 보였다고 주장했다.

네트워크오션 창업 발표와 함께 한 달간 샌프란시스코만 해저에서 진행되는 0.5W 캡슐 실험 방식 설명도 진행되었다. 네트워크오션은 수요가 발생하는 즉시 공급 가능한 엔비디아 H100 GPU 2,048대를 활용한다고 설명했다. H100 GPU는 AI 툴의 텍스트, 이미지, 영상 대량 생산 역량을 제공한다.

생성형 AI의 영향으로 해저 데이터센터 수요가 증가할 수도 있으나 마이크로소프트를 포함한 여러 기업은 지난 몇 년간 소규모 프로젝트를 고수했다. 마이크로소프트는 2015년부터 2020년 사이 캘리포니아와 스코틀랜드 해안에서 해저 데이터센터 가동 실험을 진행한 뒤 “운송, 환경, 경제적 실용성이 있다”라는 결론을 내렸다. 그러나 마이크로소프트는 실험 단계 이후 해저 데이터센터 정식 건설 계획을 추진하지 않았다. 아직 마이크로소프트의 해저 데이터센터는 없다. 마이크로소프트는 캘리포니아주 승인 규정 위반 관련 의견 공개 요청에 답변을 거부했다. (스코틀랜드 해저 데이터센터 실험은 당국의 승인 이후 진행됐다.)

시장 조사 기관 가트너(Gartner) 데이터센터 분석 전문 수석 책임자 토니 하비(Tony Harvey)는 해저 데이터센터 가동의 장기 신뢰성을 의문점으로 제기할 수 있다고 지적했다. 지상 데이터센터의 결함이 있는 GPU와 광학 구성요소 발생 원인이 되는 열 압력은 적을 수도 있지만, 해저 데이터센터는 장비 고장 문제를 아예 차단하지 못한다. 또, 하비는 해저 데이터센터 장비 수리 작업이 훨씬 더 까다로울 것이라고 언급했다.

멘델은 하비가 지적한 우려 사항에 반박했다. 그는 네트워크우션의 선박이 일반 해양 장비와 호환성을 갖추었으며, 1시간 동안 하드웨어 가동 상태를 유지한 채로 해저에서 서비스 운영이 가능하다고 설명했다.

네트워크오션 이외에 다른 기업도 해저 데이터센터 건설을 야심 차게 준비한다. 2021년 창립한 미국 기업 서브씨 클라우드(Subsea Cloud)는 구체적인 위치가 밝혀지지 않은 동남아시아 어느 한 해역의 해저에 컴퓨터 서버 1만 3,500대를 설치하여 AI, 게임 클라이언트 실행을 지원한다. 서브씨 클라우드 창립자 겸 CEO 막시 레이놀즈(Maxie Reynolds)는 “해저 데이터센터는 개발 초기 단계에 접어든 시장이다. 그러나 지금은 지속 가능성을 갖춘 상태에서 해류와 투입된 작업 실행 장비만 다룰 수 있다”라고 말했다.

서브씨 클라우드는 각각이 해저 데이터센터 건설 지역에서 승인을 받은 뒤 원격 제어 로봇으로 유지 작업을 이어간다. 2025년 중으로 첫 번째 해저 GPU를 가동할 예정이며, 개인 소유 구역에서도 해저 데이터센터를 가동하는 방안을 고려한다. 레이놀즈는 개인 소유 구역에서의 해저 데이터센터 운영이 복잡한 승인 절차를 완화하는 데 도움이 된다고 주장한다. 또, 자사 해저 데이터센터 장비가 극심한 수온 상응을 유발한 적이 없다고 강조했다. 하지만 서브씨 클라우드의 해저 데이터센터 인근 수온 변화는 독자적 검토가 필요하다.

네트워크오션은 열 발생 수준도 미미할 것이라고 확신한다. 멘델은 “네트워크오션의 해저 데이터센터는 8제곱피트 영역 기준 수온 2℉ 높였다. 즉, 체온 온도로 변환하면, 0.004℉ 상승한 셈이다”라고 주장했다. 이어, 마이크로소프트의 해저 데이터센터 실험을 통해 해저 데이터센터에서 몇 미터 떨어진 곳의 하류 온도만 약간 상승했다는 사실도 네트워크오션이 수온 상승을 일으킬 확률이 낮다는 점을 확신하는 근거로 제시했다.

환경 보호가 이루어지는 만
베이 에어리어 프로젝트는 언제든지 어디서나 수온 4℉ 이상 상승하는 원인이 될 수 있다. 그러나 와이어드의 취재에 응한 생물학자 두 명은 수온 상승 자체를 우려한다고 밝혔다. 해로운 조류 번식과 생태계를 파괴할 생물 종 침입을 유발할 수 있기 때문이다.

AI의 환경 영향을 연구한 경험이 있는 런 샤오레이(Shaolei Ren) 캘리포니아대학교 리버사이드캠퍼스 전기 및 겈퓨터 공학 부교수는 네트워크오션이 발표한 해저 데이터센터 가동 역량 전체를 활용한다면, 침실 300곳의 난방 시설과 맞먹는 수준의 에너지를 가동하게 된다고 설명했다. (멘델은 프로젝트 네이틱의 환경 영향이 매우 적다는 점을 언급하며, 런 부교수의 우려에 반박했다.) 과거, 샌프란시스코만의 물을 지상 데이터센터 냉동에 활용하고자 데안된 계획은 승인받지 못했다. 수온 상승 등 환경 영향을 우려하는 여론 때문이었다.

샌프란시스코만의 평균 수심은 약 12피트이며, 금문교 아래를 오가는 염분이 있는 태평양의 물은 캘리포니아 북부 지역의 드넓은 영역에서 흐르는 담수와 혼합되었다. 복수 전문가는 진흙투성이, 얕은 수심, 염분, 극심한 해류 사이의 매우 좁은 공간보다 더 적합한 해저 데이터센터 운영 지역이 존재할 가능성은 확실하지 않다고 말한다.

샌프란시스코만 정책 기관 대변인과 정책 전문가 5명은 게다가 당국의 승인을 확보하려면, 규제 기관 최소 9곳과 일부 비판 성향이 있는 비영리 단체가 데이터센터의 가치를 입증해야 한다고 입을 모아 말했다. 예를 들어, 만 보존 및 개발 위원회가 주관하는 법률은 데이터센터 프로젝트의 공공 이익이 피해보다 더 크다는 사실을 확실히 입증해야 하며, 데이터센터 개발사는 육지에 적합한 건설 부지가 없다는 사실을 입증해야 한다는 규정이 명시되었다.

일부 기관은 폐수 방출과 델타 빙어(delta smelt)를 포함한 지역의 멸종 위기에 처한 극소수 어종, 조류도 고려한다. 임시 프로젝트이더라도 선박 교통 방해 검토를 담당하는 미 육군 공병단과 수자원 위원회의 허가를 받아야 한다. 리첸은 “해조류 사이에 대형 구조물을 임시 배치할 때도 특정 어종의 중요한 서식지인 해조류에 심각한 영향을 미친다”라고 언급했다.

네트워크오션 공동 창립자 킴은 와이어드의 문의에 해저 데이터센터 관련 우려를 인지하고 있으며, 중요한 서식지를 피하여 해저 데이터센터 부지를 선정한다고 답변했다. 멘델은 지역 규제 당국 관계자 중 한 명에게 연락했다고 밝혔다. 2024년 3월, 네트워크오션은 미국 해안 경비대 관계자와 샌프란시스코만 해저 실험과 해수를 해저 데이터센터 냉각수로 끌어올리는 계획을 두고 논의했다. 이후 네트워크오션은 해수를 끌어올리는 과정을 제외하고, 현재 해양 표면과 가까운 곳에서 실험을 진행하는 방향으로 계획을 수정했다. (미국 해안 경비대 대변인은 네트워크오션과 연락한 관계자 정보를 구체적으로 밝히지 않고, 의견 공개도 거부했다.)

네트워크오션은 해저 데이터센터 영구 건설 지역으로 미국과 해외를 모두 고려하고 있다. 정확한 후보 지역은 공개하지 않았으나 현지 당국 관계자와 데이터센터 건설을 논의 중이다.

멘델은 2024년 8월 발표한 샌프란시스코만 실험을 조만간 추진하려 한다. 그는 “지금도 데이터센터 선박 건설 작업을 진행 중이다”라고 말했다. 해양 과학자 단체는 해저 데이터센터 근처에 설치된 온도계를 주시할 것이다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
An Underwater Data Center in San Francisco Bay? Regulators Say Not So Fast