우주 데이터 센터 구축, 기술적 난제와 해결 전략

주장스페이스엑스와 아마존, 구글 등 주요 기술 기업은 지구의 에너지와 물 부족 문제를 해결하고자 우주 데이터 센터 구축을 추진합니다. 이들은 우주 공간이 태양광 에너지를 상시 확보하고 열 배출이 용이하다는 점을 들어 데이터 센터 운영의 최적지로 평가합니다.

팩트스페이스엑스는 지난 1월 지구 궤도에 최대 100만 개의 데이터 센터를 발사하고자 미국 연방통신위원회에 신청서를 제출했습니다. 스타트업 스타클라우드는 엔비디아의 고성능 그래픽 처리 장치인 에이치백(H100 GPU)을 탑재한 위성을 발사하여 우주 환경에서 인공지능 칩을 시험했습니다.

교차검증우주 데이터 센터 구축에는 기술적 한계가 따릅니다. 진공 상태인 우주에서는 대류 현상을 이용한 냉각이 불가능하며, 복사 방식에 의존해야 하므로 효율이 낮고 대형 방열판이 필요합니다.

팩트데이터 센터가 24시간 가동되려면 태양 빛을 계속 받는 궤도에 머물러야 합니다. 이 과정에서 장비 온도가 섭씨 80도 이상으로 상승하여 전자 부품의 안정적인 작동을 저해합니다.

교차검증우주 공간은 대기권과 자기장의 보호를 받지 못해 강력한 우주 방사선에 노출됩니다. 방사선은 반도체 칩의 비트 플립 현상을 유발하거나 원자 변위를 일으켜 영구적인 손상을 줍니다.

팩트카네기 멜론 대학교의 켄 마이 교수는 우주 방사선이 전자기기에 치명적이라고 경고합니다. 기존 우주용 부품은 방사선 경화 처리를 거치지만, 성능이 낮고 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.

주장엔비디아는 상용 기성품을 활용하면서 시스템 수준에서 방사선 내성을 확보하는 전략을 취합니다. 차폐 기술과 오류 감지 소프트웨어, 맞춤형 하드웨어를 결합하여 우주 환경에서도 인공지능 연산을 수행하도록 설계합니다.

교차검증우주 데이터 센터는 고장이 발생하면 유지보수가 매우 어렵다는 약점이 있습니다. 로봇이나 우주비행사를 통한 부품 교체는 비용과 기술적 난이도가 높아 대규모 운영에 걸림돌이 됩니다.

팩트탈레스 알레니아 스페이스의 이브 뒤랑은 2050년 이전에 기가와트급 우주 데이터 센터 구축이 가능하다고 전망합니다. 그는 냉각 유체를 순환시키는 기계식 펌프 시스템으로 내부 열을 외부 방열판으로 전달하는 기술이 이미 존재한다고 설명합니다.

출처엠아이티 테크놀로지 리뷰의 '우주 데이터 센터 구축을 위한 4가지 핵심 과제' 보고서를 교차 검증했습니다.