정전돼도 서버는 모른다
10.02초만 끊겨도 위험하다
데이터센터에서는 전기가 0.02초보다 오래 끊기면 서버가 멈출 수 있어요. 그래서 끊김 없는 전기가 필요해요.
2서버 전기가 먼저 지나는 상자, UPS
UPS는 '무정전 전원 장치'예요. 서버로 가는 전기는 이 상자를 먼저 지나요.
3정류기가 교류를 직류로
문을 열면 정류기가 보여요. 들어온 교류(AC)를 먼저 직류(DC)로 바꿔 줘요.
4배터리는 직류 길에 늘 물려 있다
직류 길에는 배터리가 늘 연결돼 있어요. 인버터가 그 직류를 다시 교류로 바꿔 서버에 보내요.
5반도체 스위치가 사인파를 빚는다
인버터 속 반도체 스위치(IGBT)는 1초에 수천에서 수만 번 켜고 꺼요. 그렇게 직류로 매끈한 사인파를 만들어요.
6정전이 나면 정류기만 빠진다
정전이 나면 정류기만 멈춰요. 배터리 직류가 같은 길로 곧장 인버터에 들어가요.
7갈아탈 일이 없으니 0초
정전이 나도 갈아타는 스위치는 움직이지 않아요. 그래서 전환 시간이 0초이고 서버는 정전을 몰라요. 바이패스 스위치는 UPS 고장·점검 때만 써요.
8배터리는 고작 5분
이 배터리는 몇 시간이 아니라 클라우드 센터 기준 5분 정도만 버티도록 설계해요.
9그 사이 발전기가 켜진다
비상 발전기가 켜져 넘겨받는 데 10~20초면 돼요. 배터리는 그 틈만 메우고, 오래 가는 전기는 발전기가 맡아요.
수도관에서 바로 물을 받으면 단수 때 물이 끊겨요. 대신 수도관과 수도꼭지 사이에 물탱크를 늘 끼워 두면 어떨까요.
평소에도 물은 탱크를 거쳐 나오니, 수도관이 끊겨도 꼭지에서는 같은 물이 계속 나와요. 밸브를 바꿔 열 일이 없는 거죠.
UPS가 그래요. 배터리가 직류 길에 늘 물려 있어서, 정전이 나도 서버로 가는 길은 그대로예요.
- 데이터센터는 전기가 60초만 끊겨도 다시 살리는 데 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있어요. 그래서 UPS가 서버 앞에서 전기를 지켜 줘요.
- 전기를 늘 두 번 바꾸니 효율이 조금 떨어지고 열이 나요. 그래도 입력이 끊겨도 끊김 없는 이 방식을 데이터센터가 많이 씁니다.
해외 회사는 업계에 널리 알려진 UPS 대표 업체를 골랐고, 순위나 점유율을 뜻하지 않습니다. 회사 소개일 뿐 투자 추천이 아닙니다.
더 깊이 — 원문 요약·용어 정리·출처
데이터센터 전기가 끊겨도 서버는 꺼지지 않습니다. 비결은 빨리 갈아타는 게 아니라, 처음부터 아무것도 갈아타지 않는 UPS 구조에 있어서 캐비닛 속을 3D로 열어 봤습니다.
- 전기가 끊겨도 서버는 모릅니다 — 0.02초만 끊겨도 멈출 수 있는데요
- 비결은 아무것도 갈아타지 않는 데 있습니다
- UPS(무정전 전원 장치), 서버 전기는 이 상자를 먼저 지납니다
- 문을 열면 정류기가 들어온 교류를 직류로 바꿉니다
- 직류 길엔 배터리가 늘 물려 있고, 인버터가 다시 교류로 바꿔 보냅니다
- 인버터 속 반도체 스위치는 1초에 수천~수만 번 켜고 끄며 직류를 사인파로 빚습니다
- 정전이 나면 정류기만 멈추고, 배터리 직류가 같은 길로 곧장 들어갑니다
- 갈아타는 스위치가 움직일 일이 없으니 전환 시간은 0초, 서버는 정전을 모릅니다
- 배터리는 클라우드 센터 기준 고작 5분을 버팁니다
- 비상 발전기가 켜져 넘겨받는 데 10~20초면 되니까요
- 폰으로 AI에 물을 때도, 그 답의 전기는 이 UPS를 거쳐 옵니다
데이터센터 UPS는 평소에도 전기를 교류→직류→교류로 두 번 바꿔 서버에 보내는 '상시 이중변환' 방식이 기본입니다.
배터리는 정류기와 인버터 사이 직류 길에 늘 물려 있어서, 정전이 나면 정류기만 빠지고 배터리 직류가 같은 길로 인버터에 들어갑니다. 갈아타는 스위치가 움직이지 않으니 끊김이 없습니다.
배터리는 몇 분만 버티면 되고, 그사이 비상 발전기가 켜져 길게 전기를 넘겨받습니다.
- UPS(무정전 전원 장치)
- 정전·전압 흔들림이 와도 부하에 전기를 끊김 없이 대 주는 장치. 데이터센터에선 발전기가 켜질 때까지 몇 분을 잇는 다리 역할을 하고, 발전기는 며칠 단위의 긴 예비 전원을 맡습니다.
- 정류기(Rectifier)
- 교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 장치. 평소 이 직류로 인버터를 돌리고 배터리도 채웁니다. 정전이 나면 회로에서 빠집니다.
- 인버터(Inverter)
- 직류를 다시 교류로 바꾸는 장치. 상시 이중변환 UPS에선 서버로 가는 전기가 늘 인버터 출력이라, 입력이 끊겨도 출력은 그대로 이어집니다.
- IGBT
- 인버터 속 반도체 스위치. 펄스 폭 변조(PWM)로 1초에 수천~수만 번 켜고 끄고, 코일·콘덴서(LC 필터)를 지나며 매끈한 사인파가 됩니다. 50kVA급 UPS 예시는 18kHz, 3레벨 방식은 8~24kHz 범위입니다.
- 전환 시간
- 한 전원에서 다른 전원으로 갈아타는 데 걸리는 시간. 상시 이중변환은 입력 교류가 끊겨도 전환 스위치가 움직이지 않아 0초입니다(정적 바이패스 스위치는 UPS 고장·점검 때만 씁니다).
- 0.02초(20ms)
- IT 장비 전압 허용 곡선에서 대부분의 장비가 기능 이상 없이 견디는 전압 끊김 길이. 이보다 길면 장비가 멈출 수 있습니다.
UPS가 늘 두 번 바꾸는 데는 값이 있습니다.
정류기와 인버터가 들어오는 전기 전부를 매 순간 변환하니, 효율이 조금 떨어지고 그만큼 열이 납니다.
그래도 이 방식을 쓰는 건 입력이 끊겨도 서버로 나가는 UPS 출력 쪽은 아무것도 갈아타지 않기 때문입니다(발전기로 넘어갈 때 바뀌는 건 UPS 입력 쪽입니다).
배터리 시간도 설계마다 달라, 대형 하이퍼스케일은 1~2분, 클라우드·코로케이션은 5분 안팎으로 잡습니다.
60초만 끊겨도 다시 살리는 데 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있어서입니다.
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