빅테크의 다음 움직임은 데이터센터를 우주에 두는 것이다. 작동할 수 있나요?

지난 3월, 엘론 머스크(Elon Musk)는 우호적인 군중 앞에 서서 회사의 미래에 대한 계획을 세웠는데, 그 계획은 말 그대로 이 세상에서 벗어난 것이었습니다.

머스크는 최근 그의 인공 지능 회사인 xAI와 합병된 그의 우주 발사 회사인 SpaceX가 지구 주위 궤도에 데이터 센터를 건설할 것이라고 발표했습니다.

모든 것은 전기로 귀결된다고 그는 설명했다. “당신은 지구상에서 권력이 제한되어 있습니다”라고 그는 말했습니다. “우주는 항상 맑다는 장점이 있어요.”

머스크는 수많은 데이터 처리 위성이 지구 주위를 돌면서 위에서부터 AI 혁명을 주도할 것을 구상하고 있습니다. SpaceX를 대중에게 공개하기 위한 완벽한 프레젠테이션입니다. 이번 주 블룸버그는 회사가 올여름 기업공개(IPO) 상장을 목표로 증권거래위원회에 비밀리에 문서를 제출했다고 보도했습니다.

머스크는 또한 그것이 재정적으로 합리적이라고 주장합니다. 그는 “실제로 우주에 AI를 배치하는 데 드는 비용은 대부분의 사람들이 예상하는 것보다 훨씬 빨리 지상 AI 비용 아래로 떨어질 것이라고 생각한다”고 말했다. “내 생각에는 2~3년밖에 안 걸릴 것 같아요.”

다른 사람들은 회의적입니다. 인공위성에 컴퓨터를 설치하는 일을 전문으로 하는 카네기 멜론 대학의 전기 및 컴퓨터 공학과 교수인 Brandon Lucia에 따르면 머스크의 타임라인은 “낙관적인 해석”입니다. 냅킨 수학은 매력적으로 보이며 결국 전력은 무료입니다. 그러나 스타들 사이에서 데이터 센터를 구축하는 데는 많은 장애물이 있는 것으로 나타났습니다.

글로벌 전력 문제

여기 지구에서는 문제가 눈에 띕니다. AI가 전 세계의 전기를 집어삼키고 있습니다. 국제 에너지 기구(International Energy Agency)의 추산에 따르면, 2010년 말까지 전 세계 데이터 센터의 전력 소비량은 약 두 배인 거의 1,000테라와트시로 증가할 것으로 예상됩니다.

격차를 메우기 위해 일부 회사는 전용 가스터빈을 구축하고 있는 반면 다른 회사는 원자력 기술에 투자하고 있습니다. 궤도 데이터 센터 구축을 추진하고 있는 Starcloud의 CEO이자 공동 창업자인 Philip Johnston에 따르면 이것만으로는 충분하지 않습니다.

Johnston은 “우리는 지상에서 새로운 에너지 프로젝트를 구축할 수 있는 곳에 대한 제약에 매우 빠르게 도달하고 있습니다.”라고 말했습니다. “6개월 안에 칩을 켜는 데 필요한 전력이 없기 때문에 칩을 창고에 남겨두게 될 것입니다.”

Starcloud는 지난 가을 Nvidia H100 칩을 탑재한 첫 번째 우주선을 출시했습니다. 이 회사는 Google의 Gemini AI 버전을 우주에서 실행할 수 있는 능력을 시연했으며 10월에 두 번째 우주선을 발사할 계획입니다. Johnston은 “이것은 첫 번째 것보다 100배 더 많은 발전량을 가지고 있습니다.”라고 Johnston은 말했습니다. 하지만 여전히 약 8kW의 전력만 생산할 것으로 예상됩니다.

구글은 썬캐쳐(Suncatcher)라는 프로젝트를 통해 우주에 데이터센터를 구축하는 아이디어도 추진하고 있다. 위성 이미지 회사인 Planet과 협력하여 81개의 위성 클러스터를 구축할 계획입니다. 두 회사에 따르면 2027년 초에 두 개의 프로토타입 위성이 발사될 예정입니다.

Planet의 CEO인 Will Marshall은 NPR에 이메일을 보내 “궤도 데이터 센터는 시대가 도래한 아이디어입니다.”라고 말했습니다. “정확히 언제 지상의 것보다 더 비용 효율적인지는 논쟁의 여지가 있지만 지금은 이에 대해 작업할 때입니다.”

모든 것이 커져야 한다

소수의 프로토타입 위성에서 유용한 것으로 전환하는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다. 우선, 인공지능에 사용되는 마이크로칩의 전력 요구사항은 엄청납니다.

얼마나 많은 전력이 필요한지 파악하려면 현재 우주에서 가장 큰 전력 생산 시설인 국제 우주 정거장(ISS)을 생각해 보세요.

ISS의 태양전지판은 축구장 크기의 절반 정도이며 평균 전력은 약 100킬로와트에 달한다고 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology) 우주 비행학과 교수인 올리비에 드 웩(Olivier de Weck)은 말했습니다. “기본적으로 단일 대형 자동차 엔진이 생산하는 전력량입니다.”

100메가와트 데이터 센터를 우주에 복제하려면 궤도에 따라 500~1,000배에 달하는 시설이 필요합니다.

“그게 가능할까요? 예, 가능하다고 생각합니다. 하지만 내년에는 안 되고 3년 안에도 안 될 것입니다.”라고 그는 말했습니다.

그리고 권력만이 유일한 요구사항은 아닙니다. 위성은 또한 마이크로칩에 냉각 기능을 제공해야 합니다. 우주가 차갑다는 것은 사실이지만, 동시에 진공이기도 하다. 이는 위성이 뜨거워지면 그 열을 제거하는 쉬운 방법이 없다는 것을 의미합니다. 단지 열이 쌓일 뿐입니다.

전직 NASA 직원이자 현재 하버드 대학교 벨퍼 과학 및 국제 문제 센터의 레베카 리드(Rebekah Reed)는 “컴퓨터가 생성하는 모든 열은 제거되어야 합니다”라고 말했습니다.

가장 좋은 솔루션은 열이 분산될 수 있는 거대한 패널로 액체를 이동시키는 라디에이터입니다. 따라서 AI 위성에는 태양광 패널 외에도 또 다른 대형 라디에이터 세트가 필요합니다.

Reed는 “전력 공급 및 냉각에 필요한 대규모 태양열 어레이와 이러한 대규모 라디에이터를 함께 배치하면 실제로는 매우 큰 위성 또는 매우 큰 위성 집합에 대해 이야기하는 것입니다.”라고 말했습니다.

대안은 더 작은 위성을 만들어 별자리라고 불리는 미리 설정된 형태로 비행하는 것입니다. 이러한 집합체를 사용하면 열과 전력 문제를 분산시킬 수 있지만 작동하려면 위성이 엄청난 양의 데이터를 주고받아야 합니다. 이는 레이저를 사용하여 위성 간에 데이터를 전송하는 것을 의미할 수 있습니다. 그러나 빛의 속도로 이동하더라도 한 위성에서 다른 위성으로 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간은 컴퓨팅 속도를 늦출 만큼 길어집니다.

Google의 프로젝트 Suncatcher는 대기 시간을 줄이기 위해 매우 밀집된 클러스터로 위성을 그룹화하는 것을 제안합니다. 한편 머스크는 백만 개가 넘는 위성을 발사해 이를 지구 극 주위 궤도에 배치할 것을 제안했습니다. 그는 최근 프레젠테이션에서 약 180미터(약 600피트) 길이의 태양 전지판을 갖춘 1세대 “AI Sat Mini” 우주선을 공개했습니다.

그 모든 것을 우주로 발사하려면 돈이 많이 들 것입니다. 현재 위성을 궤도에 진입시키는 데 드는 비용은 킬로그램당 약 1,000달러입니다. Google은 우주 데이터 센터가 타당해지기 시작하려면 비용이 킬로그램당 최소 5~200달러 정도 낮아져야 한다고 믿습니다.

머스크는 아직 개발 중인 새로운 스타쉽 로켓으로 이를 달성할 수 있다고 생각합니다. Starcloud의 Johnston은 Starship이 SpaceX 비전 이상의 핵심이라고 말합니다. 그는 투자자들에게 “스타쉽이 성공할 것이라고 생각하지 않는다면 우리에게 투자하지 마십시오. 전혀 괜찮습니다.”라고 말했습니다.

서버 업그레이드

회사가 데이터 센터를 우주로 보낼 수 있다고 해도 이를 운영하려면 마이크로칩을 궤도로 옮기는 것보다 훨씬 더 많은 일이 필요합니다.

주로 미국에 위치한 75개 데이터 센터를 관리하는 회사인 DataBank의 CEO인 Raul Martynek은 지구상의 데이터 센터는 윙윙거리는 칩으로 가득 찬 정적인 건물이 아니라고 말합니다. 지속적인 유지 관리와 업그레이드가 필요하며 이 모든 작업은 작업자가 수행합니다.

버지니아 주 애쉬번에 있는 DataBank의 IAD1 데이터 센터를 예로 들어 보겠습니다. 이 시설은 마이크로프로세서로 가득 찬 검은색 컴퓨터 캐비닛이 줄줄이 늘어서 있는 144,000평방피트 규모입니다. 이러한 시설은 매우 평범하지만 특정 순간에 여전히 약 13메가와트의 전력을 소비합니다(국제 우주 정거장의 130배에 해당).

IAD1을 관리하는 James Mathes는 “여기에는 매일 공급업체가 있습니다”라고 말합니다.

작업자들은 끊임없이 이러한 데이터 센터를 드나들며 새 서버를 설치하고, 마이크로칩을 업그레이드하고, 문제를 해결합니다. 그리고 경쟁력을 유지하려면 우주 데이터 센터도 이와 같은 일을 많이 해야 합니다.

그 중 일부는 소프트웨어를 통해 수행될 수 있으며 머스크는 칩을 하늘로 보내기 전에 지상에서 엄격하게 테스트할 수 있다고 지적합니다. 그러나 데이터 센터를 임대하는 회사는 종종 어떤 이유로든 물리적으로 액세스하기를 원한다는 사실이 남아 있습니다.

수십 년 동안 통신 분야에 종사해 온 Martynek은 우주 데이터 센터가 자신의 회사에서 사업을 인수하는 것에 대해 걱정하지 않는다고 말합니다.

그는 “많은 경우와 많은 발전이 이루어져야 할 것 같은데, 이 모든 일이 2~3년 안에 일어날 수 있다는 것이 믿기지 않는다”고 말했다. “데이터 센터 부지에 있는 어느 누구도 잠을 이루지 못하고 있습니다.”