전력 분배 장치: AI 데이터센터 인프라를 위한 고밀도 PDU
2025년 12월 11일 업데이트
2025년 12월 업데이트: 랙 전력 밀도가 2020년 평균 8.2kW에서 AI Factory 배포 시 500-1000kW로 급증. 글로벌 PDU 시장 2024년 22억 달러에서 2030년 32억 달러로 성장. 버스웨이 시스템 연간 40% 이상 확장—데이터센터 물리적 인프라에서 가장 빠른 성장 부문. 현대 GPU 서버에 100A 이상 PDU 필수. 효율성 향상을 위해 600-800V HVDC 배전 확산 중.
랙 전력 밀도는 2020년 평균 8.2kW에서 AI Factory 배포 시 500-1000kW에 이를 것으로 전망됩니다.¹ NVIDIA의 Blackwell B100 및 B200과 같은 GPU는 칩당 1,000와트 임계값을 넘어 랙 전력을 100kW 이상으로 끌어올리며, 일부 구성에서는 1MW에 근접합니다.² 단순한 멀티탭이었던 전력 분배 장치는 AI 시대에 필요한 실행 가능한 인사이트, 운영 복원력, 민첩성을 제공하는 센서 집약 플랫폼으로 진화했습니다.³
글로벌 PDU 시장은 2024년 22억 달러에서 2030년까지 연평균 6.4% 성장률로 32억 달러에 이를 전망이며, AI 및 머신러닝 워크로드가 더 높은 전력 용량을 요구함에 따라 지능형 PDU 도입이 가속화되고 있습니다.⁴ Allied Market Research는 더 넓은 시장이 2030년까지 79억 달러에 도달할 것으로 전망합니다.⁵ 전력 배전은 데이터센터 물리적 인프라에서 가장 빠르게 성장하는 부문이 되었으며, 버스웨이 시스템은 연간 40% 이상 확장되고 있습니다.⁶ AI 인프라를 배포하는 조직에게 PDU 선택은 값비싼 GPU 투자가 완전히 활용되느냐, 아니면 전력 공급에서 병목이 발생하느냐를 결정합니다.
AI 워크로드가 PDU 요구사항을 변화시킵니다
전통적인 데이터센터는 랙당 20-30kW로 운영되었습니다. AI 훈련 클러스터는 40-60kW 랙을 요구합니다. 대규모 언어 모델은 최소 70kW를 필요로 합니다.⁷ 국가 안보 및 AI 연구를 위한 슈퍼컴퓨팅 애플리케이션은 100kW 이상을 소비합니다.⁸ 이러한 급격한 증가는 PDU 사양을 근본적으로 변화시킵니다.
더 높은 암페어가 필수가 됩니다. 고밀도용으로 설계된 PDU는 100A 이상을 수용하며, 더 많은 차단기와 퓨즈 수로 아웃렛당 더 많은 전력을 공급합니다.⁹ 표준 30A 또는 60A PDU는 다른 사양과 관계없이 현대 GPU 서버를 지원할 수 없습니다.
3상 배전은 고전력 공급을 최적화합니다. 각 상은 자체 전류 경로로 작동하여 배선에 대한 부담을 줄이고 더 작고 비용 효율적인 도체를 사용할 수 있게 합니다.¹⁰ 3상 구성은 단상 대안에 비해 역률을 개선하고 고조파 왜곡을 줄입니다.
온도 허용 범위는 열 문제를 해결합니다. Vertiv의 PowerIT PDU는 최대 140°F(60°C) 온도와 95% 습도에서 작동하며, 이는 냉각이 전통적인 쾌적 범위를 유지하기 어려운 고밀도 배포에 매우 중요합니다.¹¹
중전압 배전은 극한의 밀도에서 등장합니다. 100-300kW 랙 레이아웃의 경우, 가장 효율적인 접근 방식은 랙 열의 PDU에 직접 중전압을 공급하는 것입니다.¹² 고전압 배전은 전류를 줄여 전통적인 접근 방식보다 공랭식과 더 가벼운 인프라를 가능하게 합니다.¹³
고전압 DC 아키텍처가 주목받고 있습니다. 600-800V에서의 HVDC 배전은 변환 단계를 줄이고 효율성을 향상시킵니다.¹⁴ 랙까지의 전력을 400V로 유지하면 480V에서 208V/120V로의 스텝다운 변환에서 발생하는 4% 손실과 비교하여 전송 손실을 거의 완전히 제거합니다.¹⁵
지능형 PDU 모니터링 기능
현대의 지능형 PDU는 전력 배전 이상의 기능을 제공합니다. 실시간으로 전력 소비를 측정, 분석, 보고하여 범용 부품에서 전략적 인프라 플랫폼으로 변모합니다.¹⁶
세분화된 전력 모니터링은 랙 레벨 소비에 대한 가시성을 제공합니다. 지능형 PDU는 전류(암페어), 전압, 전력(kVA, kW), 역률 및 에너지 소비량(kWh)을 ±1% 정확도로 모니터링합니다.¹⁷ 이러한 정밀도는 정확한 용량 계획과 차지백 계산을 가능하게 합니다.
전력 품질 분석은 장애가 발생하기 전에 잠재적인 문제를 식별합니다. 전압, 고조파, 크레스트 팩터 및 역률 데이터는 장비에 부담을 주거나 구성 요소 고장을 나타낼 수 있는 이상을 보여줍니다.¹⁸ 조기 감지는 비용이 많이 드는 계획되지 않은 다운타임을 방지합니다.
환경 모니터링은 전력을 넘어 확장됩니다. 내장 센서는 랙 레벨에서 온도와 습도를 추적하며, 조건이 임계값을 초과하면 즉시 경고를 발생시킵니다.¹⁹ 세분화된 가시성은 시설 수준의 환경 시스템을 보완합니다.
DCIM 통합은 통합된 인프라 가시성을 제공합니다. 지능형 PDU는 데이터센터 인프라 관리 시스템에 데이터를 공급하여 전력 소비를 컴퓨팅 워크로드, 환경 조건 및 용량 활용도와 상호 연관시킵니다.²⁰ 이 통합은 전체 시설에 걸친 데이터 기반 최적화를 가능하게 합니다.
원격 관리는 운영 오버헤드를 줄입니다. 스위치 PDU는 개별 아웃렛의 원격 전원 사이클링을 가능하게 하여 단순한 재시작 작업을 위한 현장 방문을 줄입니다. 이 기능은 엣지 배포 및 원격 시설에서 특히 유용합니다.
유럽연합의 에너지 효율 지침은 이제 모든 신규 데이터센터 건설에서 포괄적인 전력 모니터링을 요구합니다.²¹ 북미 및 아시아태평양 지역의 유사한 규정은 운영자들이 기본 PDU를 지능형 모니터링 버전으로 교체하도록 강제합니다.²² 규제 요구사항은 범용 PDU에서 모니터링 플랫폼으로의 전환을 가속화합니다.
415V 대 480V 배전 고려사항
전압 선택은 전력 체인 전체에 걸쳐 효율성, 비용 및 호환성에 영향을 미칩니다. 지역마다 다른 전압을 표준으로 사용하지만, AI 배포는 점점 더 전통적인 지역 표준에 대한 대안을 평가하고 있습니다.
480V 배전은 전통적인 미국 접근 방식입니다. 3상 480V가 데이터센터에 들어와 스텝다운 변압기를 통해 208V/120V로 변환됩니다.²³ 이 변환은 약 4%의 전송 손실을 발생시킵니다.²⁴ Google을 포함한 일부 대형 데이터센터는 480V AC를 랙에 직접 배전하고 3상 정류기가 랙 내에서 DC로 변환하여 중간 변환 손실을 제거합니다.²⁵
415V 배전은 미국 외 지역에서 우세합니다. 미국 시설은 UPS 레벨에서 415V로 변환할 수 있으며, 부하에 따라 85-90% 효율을 달성합니다.²⁶ 이 전압은 서버에 직접 240V 단상 배전을 가능하게 합니다.
240V 대 120V 효율성 차이는 규모에서 복합됩니다. 240V에서 일반적인 서버 전원 공급 장치는 85.5% 효율로 작동합니다. 120V에서 효율은 82%로 떨어지며, 3.5%의 차이가 납니다.²⁷ 208V와 240V를 비교하면 1.5% 효율 격차가 있습니다.²⁸ 메가와트 규모 배포의 경우, 이러한 퍼센트 포인트는 상당한 전력 및 냉각 절감으로 이어집니다.
변압기 고려사항은 더 높은 전압을 선호합니다. 277/480V에서 240/415V 스텝다운 오토트랜스포머는 120/208V PDU 절연 변압기보다 90% 더 작고 비용이 적게 듭니다.²⁹ 대형 PDU 변압기를 제거하면 냉각 요구사항과 바닥 면적 소비가 줄어듭니다.
ABB의 MegaFlex 415V UPS는 2025년 6월 코로케이션, 하이브리드, 하이퍼스케일 및 네오클라우드 데이터센터를 위해 특별히 출시되었습니다.³⁰ 이 제품은 ABB의 480V MegaFlex를 보완하여 운영자에게 다양한 배포 요구사항에 대한 유연한 옵션을 제공합니다.³¹
그린필드 배포를 계획하는 조직은 효율성 향상을 위해 415V 배전을 평가해야 하며, 브라운필드 업그레이드는 기존 인프라를 고려할 때 480V가 더 실용적일 수 있습니다.
AI 워크로드를 위한 선도적인 PDU 제조업체
경쟁 구도는 소수의 주요 벤더에 집중되어 있으며, Dell'Oro Group에 따르면 Schneider Electric과 Vertiv가 0.1%포인트 차이로 글로벌 시장 점유율을 지배하고 있습니다.³²
Vertiv PowerIT 랙 PDU는 2025년 AI 및 HPC 워크로드를 특별히 타겟팅하여 출시되었습니다. 이 시스템은 고급 전력 관리, 유연한 구성 및 대규모 신뢰성을 위한 향상된 내부 구성 요소를 제공합니다.³³ 208V 델타 및 240/415V WYE 구성 모두에서 3상 배전은 상 전체에 걸쳐 전기 부하를 균등하게 분산합니다.³⁴ 60°C까지의 작동 온도 허용 범위와 95%까지의 습도 허용 범위는 고밀도 배포 환경에 대응합니다.³⁵
Schneider Electric NetShelter Rack PDU Advanced는 AI 서버의 고전류 전력 요구를 지원하도록 업데이트되었습니다. 컴팩트한 수직 및 수평 모델은 효율적인 랙 레이아웃을 위해 더 많은 전용 회로를 제공합니다.³⁶ Schneider는 NVIDIA GB200 NVL72를 특별히 지원하는 랙 시스템을 개발하여 처음으로 NVIDIA의 HGX 및 MGX 생태계에 통합되었습니다.³⁷
Server Technology(Legrand 브랜드)는 세분화된 전력 관리를 가능하게 하는 스위치 기능을 갖춘 지능형 랙 PDU 솔루션에 집중합니다. 이 회사는 고밀도 배포를 위한 효율성을 강조하고 광범위한 모니터링 기능을 제공합니다.
Raritan(역시 Legrand)은 통합 환경 모니터링 및 DCIM 통합 기능을 갖춘 지능형 PDU 플랫폼을 제공합니다. 이 회사는 전력 배전 최적화 전략에 대한 광범위한 문서를 제공합니다.
Eaton은 전체 전력 인프라 스택에서 경쟁하며, PDU 솔루션은 더 넓은 UPS 및 전력 관리 생태계에 통합됩니다. 이 회사는 PDU 및 PSU 매출이 2035년까지 200.5억 달러에 이를 것으로 예상되는 유럽 시장에서 활동합니다.³⁸
AI 랙 구성을 위한 PDU 사이징
적절한 PDU 사이징은 장비 수명 주기 전반에 걸친 피크 및 지속 전력 요구사항을 모두 이해해야 합니다.
GPU 서버 전력 소비는 계속 증가하고 있습니다. 현재 AI 서버는 기존 서버의 8kW에 비해 30kW를 소비합니다.³⁹ 차세대 시스템은 칩 TDP가 1,000W를 초과함에 따라 더 높아집니다.
이중화 구성은 총 PDU 용량 요구사항에 영향을 미칩니다. N+1 또는 2N 이중화는 필요한 PDU 회로 수를 두 배 이상으로 늘립니다. 장비 명판 정격만이 아니라 이중화 전략에 따라 용량을 계획하십시오.
미래 성장 여유는 조기 인프라 교체를 방지합니다. 현재 요구사항에 맞게 사이징된 PDU를 배포하면 서버가 더 높은 전력 모델로 업그레이드될 때 좌초 용량의 위험이 있습니다. 업계 지침은 배포 수명 동안 예상되는 랙 밀도 성장에 맞게 사이징할 것을 제안합니다.
아웃렛 유형 및 수량은 장비 요구사항과 일치해야 합니다. 다른 GPU 서버는 다른 전원 인렛 구성을 사용합니다. 조달 전에 PDU 아웃렛 유형이 서버 요구사항과 일치하는지 확인하십시오.
회로 할당은 신중한 계획이 필요합니다. PDU당 더 많은 아웃렛 수는 필요한 유닛 수를 줄이지만 장애 위험을 집중시킬 수 있습니다. 통합과 장애 도메인 고려사항 사이의 균형을 맞추십시오.
국제에너지기구는 데이터센터 전력 소비가 2024년 415TWh에서 2030년까지 945TWh로 급증할 것으로 전망합니다.⁴⁰ 오늘 배포되는 PDU 인프라는 이 궤적에 맞게 확장되어야 합니다.
설치 및 운영 고려사항
적절한 PDU 배포는 제품 선택을 넘어 설치 관행 및 운영 절차로 확장됩니다.
수직 대 수평 장착은 랙 공간 활용에 영향을 미칩니다. 제로-U 구성의 수직 PDU는 장비를 위한 전체 랙 공간을 보존합니다. 수평 PDU는 랙 유닛을 소비하지만 특정 구성에서 케이블 라우팅을 단순화할 수 있습니다.
케이블 관리 통합은 기류 차단을 방지합니다. PDU 배치는 전원 케이블이 랙을 통해 어떻게 라우팅되는지에 영향을 미칩니다. PDU 위치를 케이블 관리 전략과 함께 별도의 결정이 아닌 함께 계획하십시오.
상 균형은 용량 활용을 극대화합니다. 3상 PDU 전체에 걸친 불균형 부하는 사용 가능한 용량을 줄이고 부하가 많은 상에서 과전류 보호를 트리거할 수 있으며 다른 상은 활용도가 낮게 유지됩니다.
모니터링 기준선 설정은 이상 탐지를 가능하게 합니다. 배포 즉시 지능형 PDU 모니터링을 구성하여 정상 작동 기준선을 설정하십시오. 이상 탐지는 비교를 위한 과거 데이터가 필요합니다.
펌웨어 관리는 보안과 기능을 보장합니다. 지능형 PDU는 주기적인 업데이트가 필요한 펌웨어를 실행합니다. PDU 펌웨어를 정기적인 취약점 관리 및 패치 프로세스에 포함시키십시오.
[Introl의 글로벌 fie
[번역을 위해 콘텐츠 잘림]
