인공지능(AI) 기술의 비약적 발전에 따라 AI 데이터 센터의 전력 수요가 폭발적으로 증가하면서 전력망에 전례 없는 부담이 가중되고 있다. 전력 반도체 분야 글로벌 리더인 인피니언 테크놀로지스는 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘Power First’ 원칙과 ‘Grid to Core’ 전략을 핵심 축으로 내세우며 차세대 전력 솔루션 개발을 주도하고 있다.

인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies)는 최근 ‘전력이 없는 AI는 존재하지 않습니다’라는 전력 및 센서 시스템 부문(Power & Sensor Systems) 사장인 애덤 화이트(Adam White)와의 인터뷰를 공개했다.
 

이 인터뷰는 인공지능(AI)의 급속한 발전으로 인한 데이터 센터 내 전력 수요가 급격히 증가해 전력망에 부담을 주고 있는 현상과 관련해 업계의 리더들이 어떻게 대응하고 있는지를 대담을 통해 살펴보고 있다.

애덤 화이트 사장에 따르면 인피니언은 AI 시스템 설계 초기 단계부터 전력 효율성을 최우선 과제로 삼는다.

와트당 연산 성능(Watt-per-Compute)이 강조되는 현대 AI 서버에서 전력 효율은 성능만큼이나 중요한 경쟁 요소라며, 이를 위해 인피니언은 전력 반도체의 손실을 최소화하고, 부품의 수명과 신뢰성을 높여 총소유비용(TCO)을 절감한다고 밝혔다.

애덤 화이트 사장은 효율적이고 신뢰할 수 있는 에너지 흐름을 보장하는 ‘전력 우선(Power first)’ 및 ‘그리드 투 코어(Grid to Core)’ 원칙에 중점을 두고 있다고 밝혔다.

‘Grid to Core’는 전력망(grid)에서 GPU·TPU 등 AI 코어(core)에 이르는 전력 공급망 전체를 일관되게 최적화하는 접근이다.

220V AC 전력은 데이터 센터 내부에서 48V→12V→1V대 DC로 다단계 변환된다.

인피니언은 각 단계별 변환 효율을 최대 98%로 끌어올리는 SiC(실리콘 카바이드)·GaN(질화갈륨) 기반 광대역갭(WBG) 반도체와 첨단 패키징 기술로 에너지 손실을 절반가량 줄였다.

최신 AI 모델을 훈련하는 데 드는 연산량은 2012년 이후 약 3.4개월마다 두 배로 늘어나고 있다.

이로써 데이터 센터 전력 소비 비중은 현재 전 세계 전력의 약 2%에서 2030년 7% 수준으로 급증할 전망이다.

미국 내 주요 데이터 허브 지역에선 2030년 데이터 센터가 전체 전력의 최대 16%를, 아일랜드에선 32%를 사용할 것으로 예측된다.

AI 데이터 센터에서 에너지 효율성을 높이기 위해서 인피니언은 △고급 반도체 소재 △최적화된 전력 아키텍쳐 △첨단 패키징 기술 △스마트 제어 및 모니터링 등의 핵심 분야에 집중하고 있다.
 

최첨단 WBG 소재는 SiC·GaN 전력 스위치로 고온·고전압 환경에서도 손실을 최소화한다.

첨단 패키징은 칩 임베딩·통합 마그네틱으로 전력 모듈의 열 성능 및 효율을 극대화한다.

스마트 제어 시스템은 워크로드 기반 동적 전력 조절로 PUE(전력사용효율)을 최적화한다.

AI 서버 한 대당 전력·냉각 요구는 기존 서버 대비 최대 30배까지 높아 TCO가 가파르게 상승한다.

인피니언의 고효율·고신뢰성 전력 부품은 전력 손실과 다운타임 위험을 크게 낮춰 AI 데이터 센터 운영 비용을 줄이고, 예기치 못한 가동 중단으로 인한 수백만 달러 손실을 방지한다.

주요 혁신 사례를 살펴보면 TDM2254xD 전력 모듈은 OptiMOS™ MOSFET 통합으로 160A급 고밀도 전력 변환을 지원한다.
 

12kW 고효율 PSU는 97.5% 이상 효율 유지로 서버 랙 전력 손실을 대폭 감소한다.

애덤 화이트 사장은 “AI가 우리 삶 전반에 깊게 뿌리내린 만큼 전력 공급 솔루션도 끊임없이 진화해야 한다”며 “인피니언은 글로벌 고객 및 생태계 파트너와 협력해 효율성과 지속 가능성을 동시에 추구하며, 디지털 전환과 탈탄소화 시대를 이끌 최첨단 전력 반도체 기술 개발에 박차를 가하고 있다”고 전했다.

또한 “전 세계 AI 데이터 센터의 에너지 효율 혁신은 환경적 지속 가능성과 경제적 타당성을 확보하는 관건”이라며 “인피니언의 ‘Power First·Grid to Core’ 전략은 바로 이 과제를 풀어내는 해법으로 평가받고 있다”고 언급했다.

한편 애덤 화이트 사장(Adam White)의 인터뷰 전문은 인피니언 홈페이지에서 다운로드 받을 수 있다.