GPU·전기료 다 뛰는데…통신사 AIDC 수익성 '시험대'

AI DC 매출 급증…통신사 차세대 성장축 부상

HBM·GPU·전력비 상승…AI DC 수익성 압박 커져

액체냉각·NPU 검증 확대…통신사들 비용 절감 총력

2027년 가동 예정인 'SK AI 데이터센터 울산' 조감도 ⓒSK그룹

국내 통신사들이 AI 데이터센터(AI DC) 차세대 성장 동력으로 낙점하고 가시적인 매출을 이뤄내고 있지만, 반도체 공급가 폭등과 중동발(發) 에너지 리스크라는 '이중고'로 수익성 확보에는 비상이 걸렸다.

AI DC 매출 급증…통신사 차세대 성장축 부상

11일 업계에 따르면 SK텔레콤의 올해 1분기 AI DC 매출은 1314억원으로 전년 동기 보다 89.3% 급증했으며 LG유플러스는 1144억원을 기록, 전년 동기 보다 31.0% 늘었다. KT의 클라우드 자회사 kt cloud 또한 작년 매출 9975억원으로 전년 보다 27.4% 증가했다.

SK텔레콤은 AI DC 매출 증가 이유로 신규 데이터센터 가동률 상승과 GPUaaS(GPU 구독형 서비스) 기여를 들었다. 데이터센터 내 고객사 입주가 늘어나는 한편, 고가 장비인 GPU 자원을 빌려주고 사용료를 받는 구독형 모델이 성과를 냈다는 의미다.

LG유플러스의 경우 데이터센터 입주(코로케이션) 고객이 늘고, 설계·구축·운영(DBO) 프로젝트 매출이 추가된 것이 영향을 미쳤다. 12일 공개될 kt cloud 1분기 실적에서도 전년보다 증가한 데이터센터·클라우드 매출 실적을 내놓을 것으로 예상된다.

AI 수요 확대에 힘입어 통신사들이 밀고 있는 AIDC 사업이 외형 성과를 내고는 있지만 데이터센터에 탑재되는 반도체 공급가 급등, 전력 원가 상승 압박은 또 다른 부담으로 작용하고 있다.

반도체값 상승은 신규 DC 구축 비용(CAPEX)을 끌어올리고, 유가와 LNG(액화천연가스) 가격 변동은 전력 요금을 통해 기존·신규 DC 운영 비용에 직·간접적으로 타격을 주기 때문이다.

최보영 교보증권 연구원은 "AI 데이터센터 투자 확대에 따른 HBM 수요가 가파르게 증가하는 가운데 일반 서버용 DDR5와 모바일 LPDDR5X 수요까지 동반 강세를 보이며 메모리 전 제품군에 걸쳐 공급 부족이 심화되는 국면"이라며 "낸드 역시 데이터센터향 eSSD 수요가 확대되고 있다"고 짚었다.

HBM·GPU·전기료 상승…AI DC 수익성 압박 커져

데이터센터에는 대량의 GPU, CPU, DDR5, eSSD(기업용 SSD) 등이 탑재된다. 기업들은 이 같은 서버용 GPU와 메모리, 스토리지를 직접 구비해 자사 서비스에 활용하거나, 고객사에 컴퓨팅·저장 자원을 임대·대여하는 방식으로 매출을 올린다.

국내 최초로 리퀴드 쿨링(Liquid Cooling,액체 냉각)을 상용화한 상업용DC,‘가산AI데이터센터’ 외관ⓒkt cloud

특히 GPUaaS 서비스를 위해서는 고성능 GPU 서버나 스토리지, 네트워크 같은 인프라를 운영사가 먼저 확보해야 하기 때문에 반도체 값이 오를수록 신규 AIDC, GPU 클러스터 구축 비용이 커질 수 밖에 없다. 국내에서는 SK텔레콤, ktcloud, NHN클라우드 등이 이 사업을 하고 있다.

SK텔레콤은 "최근 메모리 가격 급등으로 인해 GPU 서버 가격은 물론 클러스터를 구성하는 관련 장비 가격도 함께 상승하고 있는 추세"라고 말했다. 다른 IDC 운영 기업은 "GPU(그래픽처리장치) 및 서버 등 반도체, 전력 원가 등은 전쟁 외 다양한 요인으로 가격이 상승하면서 사업에 영향을 받고 있는 게 사실"이라고 설명했다.

중동 분쟁에 따른 에너지 가격 상승 역시 대규모 전력을 소모하는 AI DC 운영에 치명적이다. AI DC는 일반 서버보다 수십 배 높은 전력을 소모하는 만큼 가격 변동에 민감할 수밖에 없다.

국내 전력 도매가격(SMP)은 LNG 발전 원가가 사실상 결정하는 구조인데, 국제 LNG 도입가가 오르면 시차를 두고 전기료 부담 가중 및 수익성 악화로 이어진다. 한 업계 관계자는 "전력 도매 가격 상승이 장기화될 경우 전기료 인상 및 데이터센터 요금 상승으로 이어질 수 있다"면서 "가격 상승이 장기간 지속되면 전기료 인상으로 연결돼 DC 운영 비용에 간접적인 영향을 준다"고 설명했다.

액체냉각·NPU 검증 확대…통신사들 비용 절감 총력

기업들은 이같은 운영비 부담을 완화하기 위해 차세대 냉각 기술 도입에 박차를 가하고 있다.

kt cloud는 고성능 GPU 서버 단가가 뛰는 상황에서, 선제적으로 수랭식(리퀴드 쿨링) GPU 기종을 도입해 전력비 등 변동비 부담을 최소화하겠다는 방침이다.

또 ‘반(反) 엔비디아’ 진영으로 불리는 대안 생태계를 구축, 엔비디아 의존도를 낮추기 위해, AI 추론에 특화된 NPU(신경망처리장치) 등 다양한 가속기 칩에 대한 선제적 기술 검증과 투자도 병행중이다.

LG유플러스의 경우 평촌2센터에 액체냉각 기반 데모룸을 구축, 고발열 AI 서버 환경에 대응중이다. 액체냉각은 기존 공기냉각 대비 열전달 효율을 높여 데이터센터 전력 사용량과 냉방 비용을 절감할 차세대 기술로 꼽힌다.

디지털트윈 기반 DCIM(데이터센터 인프라 관리) 기술도 단계적 고도화를 추진중이다. DCIM은 데이터센터 내 전력·냉방·서버·설비 상태를 통합 모니터링·관리해 운영 효율과 에너지 사용을 최적화하는 시스템으로, 디지털트윈과 결합하면 가상 환경에서 냉각·전력 시나리오를 시뮬레이션해 최적 운전점을 찾고 예지보전 체계를 구축하는 데 활용할 수 있다.

SK텔레콤은 인프라 아키텍처 설계 시 TCO(총소유비용) 관점에서 효율적인 방안을 모색하는 한편, 글로벌 벤더사와의 전략적 파트너십으로 가격 협상력을 높여나가고 있다. SK텔레콤은 "GPU, 메모리, 전력비 등 원가 상승은 수익률과 직결되는 부분인만큼 운영 최적화를 통한 원가 절감 노력을 상시 진행하고 있다"고 말했다.

업계는 GPU·메모리 등 인프라 단가와 에너지 비용이 동시에 오르면서, 향후 구독형 GPUaaS를 포함한 클라우드·AI 인프라 서비스의 가격 인상이 불가피할 것으로 본다. 반도체 가격 급등과 중동발 에너지 비용 상승으로 늘어난 원가 부담을 서비스 요금에 일정 부분 반영해 부담을 줄여나갈 것이라는 관측이다.