젠슨 황 엔비디아 CEO가 18일 에디슨 전기협회 연례 회의 참석해 전력망과 유틸리티 중요성에 대해 강조하고 있다. [엔비디아 제공]

[헤럴드경제=김민지 기자] 전세계에 AI 붐이 일면서 전력난 문제가 또 다른 화두가 되고 있다. AI 연산에 필요한 데이터센터와 AI 가속기는 ‘전기 먹는 하마’로 불릴 정도로 전력 소모량이 크다. 동시에 일각에서는 AI 도입을 통해 에너지 효율을 높이고 전력 절감 효과를 가져올 수 있다고 주장한다.

젠슨 황 엔비디아 CEO는 지난 18일(현지시간) 미국 및 국제 유틸리티 협회인 에디슨 전기협회(Edison Electric Institute, EEI)의 연례 회의에 참석해 “디지털 인텔리전스의 미래는 매우 밝으며, 그만큼 에너지 분야의 미래도 밝다”며 “AI는 이전 산업혁명과 마찬가지로 우리가 경험하지 못한 수준으로 생산성을 끌어올릴 것”이라고 말했다.

그는 “구글(Google)처럼 자원과 사용자들을 연결함으로써 전력망이 에너지 앱 스토어와 같은 디지털 레이어를 갖춘 스마트 네트워크가 될 것”이라며 전력망에 AI가 도입된 사례를 소개했다.

글로벌 AI 시장이 크게 성장하면서 일각에서는 이로 인한 전력난 문제가 심각해질 것이라는 경고가 나오고 있다. 특히, AI 서비스 구동을 위해 필요한 데이터센터의 경우 전력 소모량이 상당하다. 국제에너지기구는 오는 2026년 데이터센터의 연간 전력 소모량이 620TWh(테라와트시)까지 증가할 것으로 예상했다. 만약 저전력 데이터센터 가동 기술이 발전하지 않으면 1050TWh까지 폭등할 전망인데, 이는 2022년 한국 전체 사용량의 2배에 달한다. 엔비디아의 AI 서버 1대(칩 8개)가 전기차 10대와 맞먹는 전력을 사용한다는 분석도 있다.

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때문에 AI 빅테크 기업들은 지속가능한 성장을 위해 저전력 기술 도입에 사활을 걸고 있다.

젠슨 황 CEO는 최근 컴퓨텍스(COMPUTEX) 기조연설에서 “지난 8년 동안 엔비디아는 LLM(거대언어모델)에서 AI 추론 실행의 에너지 효율성을 무려 4만5000배 향상시켰다”고 말했다.

또한, AI 가속기 블랙웰(Blackwell) 아키텍처 그래픽처리장치(GPU)가 기존 중앙처리장치(CPU)보다 약 20배 더 높은 에너지 효율성을 제공한다고도 강조했다. 모든 CPU 서버를 GPU로 전환하면 연간 37TWh를 절약할 수 있는데, 이는 이산화탄소 2500만 메트릭 톤(t)과 500만 가구의 전기 사용량에 해당하는 양이라는 설명이다.

AI 가속기의 전력 효율을 높여줄 메모리 반도체의 중요성도 높아지고 있다. 저전력(Low Power)에 특화 설계된 D램 LPDDR이 대표적이다. 황 CEO도 컴퓨텍스 기조연설에서 “LPDDR은 데이터센터를 운영할 수 있는 메모리로 많은 전력을 절약하고 있다”고 강조했다.

대만 컴퓨텍스에 전시됐던 엔비디아의 GB200 AI 가속기. 김민지 기자

실제로 엔비디아가 하반기 출시할 AI 가속기 ‘GB200’에는 마이크론의 LPDDR5X 제품이 16개 탑재된다. 마이크론은 지난해 세계 최초로 LPDDR5X를 개발했다. 이후 애플 아이폰15 시리즈에도 공급하는 등 고객사를 늘리고 있다.

삼성전자도 지난 4월 세계 최고 속도인 10.7Gbps의 LPDDR5X를 개발했다고 밝혔다. 이전 세대 보다 소비전력도 25% 개선했다. 삼성은 올 하반기부터 1b 공정 기반의 LPDDR5X 양산에 돌입한다.

SK하이닉스는 지난해 11월 LPDDR5X의 성능을 업그레드한 제품 LPDDR5T를 내놨다. LPDDR5X보다 성능을 13% 끌어올리며 초당 9.6Gb의 데이터를 전송한다. 조만간 10.7Gbps 제품 상용화에도 나설 계획이다.

시장조사업체 옴디아에 따르면, 2023년 기준 LPDDR 시장에서 삼성전자는 54.8%, SK하이닉스 23.5%를 차지하고 있다.