데이터 센터 에너지 소비, 획기적으로 줄이는 방법이 있다고요?
전 세계 전기 소비량의 2~4%를 차지하는 데이터 센터! 하이퍼스케일러(Hyperscalers)들은 어떻게든 이 에너지 소비를 줄이려고 노력하고 있다는데요.
차세대 아키텍처인 하이퍼컨버지드 인프라(HCI, Hyperconverged Infrastructure)를 구현하거나, 고급 냉각 기술을 사용하는 방법도 있지만, 캐나다 워털루 대학교(University of Waterloo) 체리톤 컴퓨터 과학 스쿨의 마틴 카르스텐 교수는 더 쉽고 저렴한 해결책을 제시했어요. 그는 단 몇 줄의 코드만 변경해도 데이터 센터의 에너지 소비를 최대 30%까지 줄일 수 있다고 주장합니다.
작은 변화, 큰 영향
카르스텐 교수는 Fastly의 조 다마토와 협력하여 단 30줄의 코드만으로 CPU의 불필요한 인터럽트를 줄이고 리눅스의 네트워크 트래픽 처리량을 개선하는 IRQ(interrupt request, 인터럽트 요청) 일시 중단 기능을 개발했어요. 이 작은 변화는 리눅스의 최신 커널인 6.13 버전에 포함되어 배포되고 있다고 합니다.
이 코드 변경은 리눅스 네트워킹 효율성을 향상시키고 지연 시간을 늘리지 않으면서 처리량을 최대 45%까지 향상시킨다고 하는데요. 카르스텐 교수가 2023년에 석사 과정 학생이었던 피터 카이와 함께 발표한 논문을 기반으로 만들어졌다고 해요.
카르스텐 교수는 “우리는 아무것도 추가하지 않았어요. 단지 무엇을 언제 할지를 재배치했을 뿐인데, 데이터 센터 CPU 캐시를 훨씬 더 잘 활용할 수 있게 되었죠. 마치 제조 공장의 파이프라인을 재배치해서 사람들이 항상 뛰어다니지 않도록 하는 것과 같아요.”라고 코드 변경에 대해 설명했습니다.
교수는 이 작은 조정이 엄청난 영향을 미칠 수 있다고 믿고 있어요. “아마존, 구글, 메타 같은 대기업들은 모두 리눅스를 사용하고 있지만, 어떻게 사용할지는 매우 까다롭게 결정하죠. 만약 그들이 데이터 센터에서 우리 방법을 ‘켜기’로 결정한다면, 전 세계적으로 기가와트시의 에너지를 절약할 수 있을 거예요. 인터넷에서 발생하는 거의 모든 서비스 요청이 긍정적인 영향을 받을 수 있습니다.”
다른 의견도 있어요
퀸즈 대학교 벨파스트(Queen’s University Belfast) 기계 및 항공우주 공학과의 Aoife Foley 교수는 잠재적인 절감 효과를 환영하면서도, 더 광범위한 에너지 문제를 해결하려면 몇 줄의 코드 변경 그 이상이 필요할 것이라고 지적합니다.
“아직 갈 길이 멀어요. 이러한 시설은 엄청난 전력 수요를 나타내며, 전력망에 압력을 가하고 에너지 전환의 어려움을 가중시키죠. 특히 작은 나라에서는 더욱 그렇습니다. 정확하게 계산하는 것은 불가능하지만, 전체 ICT 부문은 전 세계 CO₂ 배출량의 약 1.4%를 차지하는 것으로 추정됩니다. 인프라 및 운영 책임자들은 여기서 책임을 져야 하며, 데이터 저장과 관련된 불필요한 낭비를 고려하고 더 많은 재생 가능 에너지원에서 전력을 생산하기 위해 노력해야 합니다.”
코드 최적화의 중요성
한편, 얀덱스(Yandex)는 최근 Perforator라는 도구를 출시했는데, 이 도구는 카르스텐 교수의 연구와 유사한 접근 방식을 취하여 기업이 코드를 최적화하고 서버 부하를 줄이며 궁극적으로 에너지 및 장비 비용을 절감하도록 돕는다고 합니다.
Perforator 팀을 이끄는 Sergey Skvortsov는 “이번 최신 연구는 우리가 오랫동안 믿어왔던 것을 확인시켜 줍니다. 즉, 코드를 최적화하는 것이 데이터 센터 에너지 소비를 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나라는 것이죠. Perforator는 기업이 비효율적인 코드를 식별하고 수정하여 CPU 사용량을 최대 20%까지 줄이고 인프라 비용을 절감하도록 돕습니다. 데이터 센터가 전 세계 전력의 최대 4%를 소비하는 상황에서 Perforator와 같은 도구는 기술 인프라를 더욱 지속 가능하게 만드는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.”라고 말했습니다.