국립 중정대학교 데이터 센터의 재구축 – 대만에서 가장 큰 규모의 데이터 센터 프로젝트

국립 중정대학교 컴퓨터 센터의 그린 데이터 센터 재구축 프로젝트는 대만에서 가장 큰 데이터 센터 개조 프로젝트 중 하나이다. 데이터 센터의 신뢰성을 향상시키는 것 외에도 하드웨어를 완전히 교체함으로써 교육 연구의 품질을 향상시키고 전체 전력 소비량을 약 35% 감소시켰다. 이것은 1년 데이터 센터 운영비인 500만 대만 달러 (USD 171,000) 중 170만 대만 달러 (USD 58,000)를 절약하는 것이므로, 학교는 상당한 비용을 절약할 수 있다.

 

전력을 절약하고 다안삼림공원 (Daan Park) 탄소 격리 능력만큼의 이산화탄소 배출을 감소시킨다

타이페이 시는 초미세입자에 의한 공기 오염 (PM2.5)의 문제로 골머리를 앓고 있지만, 이러한 초미세먼지의 오염은 연간 370톤의 탄소 격리 능력을 가진 타이페이 시의 다안삼림공원에 의해 부분적으로 완화되고 있다. 대만 경제부 (MOEA)의 전력 배출 계수 (power emission coefficient)를 사용한 계산에 따르면 국립 중정대학교의 데이터 센터 재구축은 연간 258 톤 정도의 이산화탄소 배출량을 감소시키며, 이러한 수치는 다안삼림공원 탄소 격리 능력의 약 70%에 해당된다. 이 프로젝트는 대학의 사회적 책임을 이행하는 역할 외에도 장래 대만의 대학교와 학교에 대한 에너지 보존의 기준과 탄소 발자국 감소의 기준으로서의 역할을 할 것이다. 이미 많은 학교들이 이 시설을 견학하기로 약속하였다.

국립 중정대학교 컴퓨터 센터의 소장인 리신린 (Hsin-lin Li)에 따르면, 원래의 계획은 28년 동안 사용된 데이터 센터의 구형 공조장치와 서버를 업그레이드하고 동축 케이블을 광섬유 케이블로 교체하는 것이었지만, 대학 측은 이러한 계획 대신 완전한 리노베이션을 실시하기로 결정하였다. 이 데이터 센터는 국립 중정대학교의 13,000명의 교수진과 학생들에게 서비스를 제공하고 있을 뿐만 아니라 500 – 600 개의 학교를 연결하는 윤린 (Yun-lin)과 자이 (Chia-yi) 지역의 네트워크 센터로서의 역할을 하며 대학 입학 위원회 (College Admissions Committee)의 데이터 센터의 역할도 하기 때문에, 이 데이터 센터 개조 프로젝트에는 상당한 어려움이 있었다.

리신린 소장은 “작동 중인 데이터 센터의 업그레이드는 무조건적으로 문제가 없어야 한다!”고 지적하였다. 그의 표현에 따르면 이 데이터센터는 이미 운영 중이기 때문에, 데이터 센터를 재구축하는 것은 마치 “옷을 계속 입은 상태에서 옷을 갈아입는 것”과 같았다. 이 데이터 센터 재구축 작업은 기존 공간에 의해 제한을 받을 뿐만 아니라, 재구축 작업 과정에서 데이터 센터가 계속 정상적으로 작동되어야 한다. 따라서 이러한 재구축 작업을 위해서는 사전에 세심한 계획이 필요하였으며, 이것은 처음부터 새로운 데이터 센터를 구축하는 것 보다 훨씬 더 까다로운 작업이었다.

 

국립 중정대학교 그린 데이터 센터 개조 프로젝트를 위한 델타 일렉트로닉스의 DCIM

대만의 국립 중정대학교 인프라스트럭처 업그레이드 프로그램은 이 대학의 총장인 퐁장화 (Zhang-hua Fong) 총장의 전폭적인 지지를 받았으며, 그린 그리드 데이터 센터를 구축하기 위해 대학 기부금이 사용되었다. RowCool, UPS, PDC, 서버 랙, 환경 관리 시스템과 같은 데이터 센터 인프라스트럭처를 포함하는 델타 일렉트로닉스의 데이터 센터 인프라스트럭처 관리 (DCIM)를 도입한 스타크 테크놀로지 사 (Stark Technology Inc.)가 경쟁 입찰을 통해 설치업체로서 낙점되었다.

기존의 구형 데이터 센터는 약 264 m²의 면적을 차지하는 두 개의 방에 나뉘어 있었다. 국립 중정대학교 자원관리과의 과장인 린커웨이 (Ke-wei Lin)에 따르면, 구형 장비를 사용하였을 때 공조장치는 1년에 365 일 하루 24시간 동안 쉬지 않고 계속해서 작동해야 했으며 PUE (전력 사용 효율)는 2.1이었다. 단 3 개월의 여름방학 기간 동안 데이터 센터의 업그레이드가 완료된 후 모든 데이터 센터는 205 m²의 작은 친환경 데이터 센터 안에 통합되었다. 이와 같이 업그레이드된 인프라를 사용하면 냉복도 (cold aisle) 시스템이 차지하는 공간은 겨우 50 m²에 불과하였다. 이것은 냉기를 공급해야 하는 범위를 81% 감소시키며 PUE가 1.5 미만으로 낮아지는 효과가 있다.

데이터 센터의 크기는 감소되었지만, 새로운 데이터 센터는 더 높은 효율과 인상적인 전력 절약 성능을 보여준다. 린커웨이에 따르면 기존의 구형 장비는 부피가 커서 너무 많은 공간을 차지하며 낮은 효율성을 가지고 있었다. 하지만 새로운 서버와 가상화 기술 (virtualization technology)을 사용한 결과, 하나의 랙에 몇 개의 애플리케이션 시스템을 적재함으로써 더욱 강력한 성능을 제공할 수 있었다. 국립 중정대학교의 에너지 효율적인 그린 데이터 센터는 델타의 데이터 센터 인프라스트럭처를 도입하였다. 이것은 교무 행정을 위한 더욱 안정적인 정보 서비스를 보장하며, 단일 고장점 (SPOF) 또는 정전 사고가 발생할 위험을 최소화한다. 전체적인 계획에는 환경 제어/관리 소프트웨어, 능동 경고 및 보고서 생성 기능이 포함되어 있으므로, 데이터 센터 관리자들은 데이터 센터의 상태를 이해하고 실시간으로 문제를 해결할 수 있으며 필요한 검사 인력을 줄일 수 있다.

빅데이터 분석, 데이터 마이닝, 클라우드 컴퓨팅 플랫폼과 같은 IT 툴이 자주 사용됨에 따라 데이터 센터의 신뢰성과 전체적인 성능은 중요한 요구조건을 충족시켜야 한다. 특히 전력 시스템의 계획은 UPS의 성능 및 확장 유연성과 더불어 데이터 센터에 매우 중요한 요소이다. 이 프로젝트는 모듈형 아키텍처를 도입하였다. 이것은 용량 수요에 따라 확장할 수 있으며 적은 투자 비용만으로 유연하게 설계할 수 있으므로, 데이터 센터가 제공하는 이점을 극대화할 수 있다. 또한 국립 중정대학교는 데이터 센터의 UPS (무정전 전원장치)의 신뢰성과 효율성을 향상시키기 위하여 기존의 구형 240kVA single-input 병렬 UPS를 150kW/220V dual input 무변압기형 UPS로 교체하였다. 단일 고장점 (SPOF)의 위험을 최소화할 뿐만 아니라, 전체 전력 시스템의 효율도 90% 이상으로 향상되었으며 실수요에 따라 장래에 확장하는 것도 가능하다.

 

열복도/냉복도의 분리는 방열 문제를 해결한다

또 다른 눈에 띄는 점은 열복도/냉복도 분리 설계의 도입이다. 기존의 데이터 센터에서 소비되는 전력의 약 45 %는 공조장치에서 사용되며, 효율이 낮으면 낮을수록 더 많은 전력이 소비된다. 국립 중정 대학교의 상용 공조장치 (R22 냉매)는 10년이 넘은 제품이다. 서버의 과열에 의해 발생하는 불안정성을 해소하기 위하여 데이터 센터의 공조장치는 냉장에 사용되는 온도보다 더 낮게 설정되었다. 공조장치의 낮은 성능 때문에 전력 소비량과 전기요금은 크게 증가하였다.

효과적이지 않은 공기 흐름 관리 때문에 발생하는 과열점을 개선하기 위한 열쇠는 바로 냉복도/열복도 (hot/cold aisles)이다. 랙을 특정한 레이아웃으로 배치함으로써 공조장치에서 나오는 냉기와 서버에서 배출되는 열기는 서로 분리된다. 냉기와 열기가 서로 혼합되지 않기 때문에, 냉각 효율이 더욱 향상된다.

공인 전기기술자인 린커웨이는 과거에 대만 자이현 정부의 정보 관리부서의 부장이었으며 자이현 정부의 재무 및 세무국의 국장이었다. 그는 공조장치의 정상적인 작동을 보장하기 위하여 공조장치 제어 지점의 수요에 따른 조정을 실시하였다. 전력 사고가 발생하는 경우 이것은 서버의 과열을 방지하였다. 이전에는 무엇인가 잘못되었을 때 올림마루 아래에 배선된 엉클어진 케이블을 분류하기 위하여 몇 시간을 허비해야 했다. 이러한 케이블의 혼란을 해결하기 위하여 새로운 데이터 센터는 간편하게 참조할 수 있는 색상 코드로 구분된 케이블을 사용하는 오버헤드 케이블 관리 시스템을 도입하였다.

 

데이터 센터 개조는 좀더 환경 친화적이며 에너지 효율적이다

이 모든 것은 사고 방식의 변화를 통해 시작되었다. 리신린에 따르면 많은 조직과 단체들은 한 번에 하나씩 서버를 교체함으로써 비용을 절약하기를 원하였기 때문에 구식 장비를 완전히 교체하는 것을 주저하였다. 이러한 방식은 대개 원치 않은 결과를 낳았다. 하지만 이 새로운 데이터 센터는 학교의 구식 UPS와 냉각 시스템 장비를 완전히 교체하고 그린 데이터 센터를 계획하고 구축함으로써 더욱 뛰어난 성능을 제공하는 동시에 전력을 절약할 수 있다.

 

더 스마트하게, 더 깨끗하게, 그리고 함께. (Smarter. Greener. Together.)

델타 일렉트로닉스의 MCIS (Mission Critical Infrastructure Solutions) 부문의 세일즈 매니저인 피터 린은 “델타는 고객 지향적일 뿐만 아니라 교육 기관을 지원한다. 따라서 델타는 학계 및 교육계 단체들에게 적합한 패키지를 제공하고 있다.”고 말하였다. 델타 일렉트로닉스는 완전한 데이터 센터 인프라스트럭처를 제공할 뿐만 아니라 고객의 장소 선택, 레이아웃 설계, 냉각 및 배전 등을 지원하고 있으며, 델타의 현지 엔지니어링 팀은 훌륭한 애프터서비스와 높은 수준의 지원을 제공한다.

 

▲ 국립 중정대학교 컴퓨터 센터의 데이터 센터는 간편한 구분을 위하여 색상 코드로 구분된 오버헤드 케이블 시스템을 도입하였다.