Summary

  • AI 데이터 센터의 전력 수요는 이미 100~200MW에 달하며, 이는 전력망에 큰 부담을 주고 피크 요금을 상승시키고 있음
  • GPU는 카드 한 장당 600~700W를 소비하여 서버랙 단위 전력 사용량이 40kW를 초과
  • 리벨리온의 NPU는 GPU 대비 약 5배 높은 전력 효율성
  • 스탠다드에너지(Standard Energy)의 바나듐 이온 배터리(VIB, Vanadium Ion Battery) 기반 ESS는 3ms 이내 UPS 대응, 50% 피크 절감, 20,000회 이상 사이클에서도 약 1% 미만의 성능 저하
  • 테스트 결과, 피크 절감으로 약 30%의 전력비 절감, NPU + ESS 조합으로 최대 79%의 총 비용 절감 효과

Challenge

초대형 AI 시설은 이미 소도시 규모의 전력을 소비하고 있습니다. 단일 사이트의 수요가 100~200MW에 달해 소형 원자로급 수준입니다. AI 인프라를 주도하는 GPU는 이제 카드 한 장당 600W 이상을 소모하며, 이로 인해 랙 단위 소비 전력은 40kW를 초과합니다.

이로 인해 운영자의 피크 요금 부담 증가, 도시 전력망의 구조적 과부하라는 두 가지 문제가 발생하고 있습니다. 현재 AI 확장에서 병목이 되는 지점은 연산력(compute)이 아니라 전력(power)입니다.

Diagnosis

핵심 문제는 AI 워크로드 특성과 기존 전력 인프라의 불일치에 있습니다. AI 추론은 밀리초 단위로 전력 수요가 급등하는 ‘버스트형(bursty)’ 패턴을 보입니다.

데이터 센터에서 흔히 사용하는 리튬이온 배터리는 화재 위험으로 서버 인접 설치가 어렵고, 즉각적인 응답성(UPS 요건 충족)이 부족합니다. 결국 운영자는 평균 사용량이 아닌 피크 수요 기반의 전기요금을 부담하게 됩니다.

Solution

리벨리온과 스탠다드에너지는 이러한 간극을 메우기 위해 협력했습니다.

  • 리벨리온 NPU: GPU 대비 약 5배 높은 전력 효율성
  • Standard Energy VIB ESS: 세계 최초의 비가연성 수계(水系) 바나듐 이온 배터리 시스템으로, 20,000회 이상 안정적 사이클, 96% 효율, 2.4~3ms 응답속도(UPS 요건 4ms보다 빠름) 를 달성

VIB ESS는 서버 리셋이나 다운타임 없이 피크 전력을 약 50% 절감하며, 워크로드 변동을 완화하고 수요 요금을 낮출 수 있습니다.

Result

테스트 결과, ESS 적용 후 2,000kW 피크 부하가 1,000kW로 절반 감소했습니다. 텍사스 사례 기준, 월 전기요금이 3만 달러에서 1만9,200달러로 약 30% 절감되었으며, 여기에 NPU의 효율 향상 효과를 더하면, AI 추론 총 비용은 최대 79% 절감됩니다. 리튬이온과 달리 VIB ESS는 비가연성으로 서버 인접 배치가 가능하다는 점도 중요한 장점입니다.

운영자는 연간 수백만 달러를 절감하고, 전력회사는 그리드 부담을 완화하며, 업계는 지속 가능한 AI 확장을 위한 실질적 블루프린트를 확보하게 됩니다.

다음 단계는 AI 제어 소프트웨어를 ESS 전력 관리 시스템과 통합해, 예측 기반·지연 없는 운용(predictive, latency-free operation)을 실현하는 것입니다. 이를 통해 데이터 센터는 전력 수요 급증을 사후 대응이 아닌 사전 예측 기반으로 관리할 수 있게 됩니다.

또한 향후에는 태양광·풍력 등 간헐적 재생에너지의 변동성과 AI 워크로드를 연동해, 녹색 에너지 활용 최적화까지 확장할 수 있습니다.

리벨리온과 스탠다드에너지의 협력은 AI 전력 인프라의 글로벌 표준화를 이끄는 한국형 딥테크 연합 모델이자, AI와 에너지의 교차점에서 새로운 산업적 가능성을 제시하는 첫 사례입니다.

“AI의 미래는 단순히 연산력으로 정의되지 않습니다. 얼마나 지능적으로 전력을 관리하고 통합하느냐가 그 경쟁력을 결정합니다.”