전력난 피해 우주로? 구글이 TPU를 궤도에 올린 이유

🛰 우주에서 Gemma 돌린다

냉장고 정도 크기의 이번 위성에는 구글 데이터센터에서 사용하는 TPU 4개가 실렸습니다. 구글은 이 칩에서 자사 오픈웨이트 모델 Gemma를 실행해 간단한 질의에 답하게 할 계획입니다.

한 번에 AI를 돌리는 시간은 약 15분으로 제한됩니다. 연산 과정에서 발생하는 열을 얼마나 안전하게 내보낼 수 있는지 아직 확인해야 하기 때문입니다. 구글은 우선 TPU가 발사 과정의 충격과 우주 방사선, 온도 변화 속에서도 정상적으로 작동하는지 데이터를 수집할 예정입니다.

다음 단계는 여러 위성을 연결하는 것입니다. 구글은 내년에 추가 위성 2기를 보내 레이저 통신을 시험할 계획이며, 장기적으로는 수십 개의 TPU를 탑재한 위성들이 서로 연결돼 하나의 데이터센터처럼 작동하는 구조를 구상하고 있습니다.

☀ 왜 굳이 데이터센터를 우주로 보낼까

우주로 향하는 가장 큰 이유는 전력입니다. 지구 저궤도에서는 지상 태양광 설비보다 최대 8배 많은 태양에너지를 확보할 수 있다는 것이 구글의 계산입니다. 토지 확보나 송전망 증설 문제에서도 상대적으로 자유롭습니다.

이는 최근 AI 데이터센터가 마주한 현실과 맞닿아 있습니다. AI 모델이 커질수록 전력 소비량도 급증하면서 데이터센터 건설은 반도체 확보뿐 아니라 발전소와 송전망, 지역 주민의 반대까지 해결해야 하는 사업이 됐기 때문입니다

구글 역시 AI 인프라 투자를 빠르게 확대하고 있습니다. 올해 예상 자본 지출은 1,800억~1,900억 달러로, 2022년의 6배가 넘는 수준입니다. AI 서비스 수요가 현재 공급 능력을 앞서고 있다는 게 회사의 판단입니다.

🌡 우주에서는 냉각이 더 어렵다

하지만 우주에 태양광이 풍부하다고 해서 데이터센터 건설이 쉬워지는 것은 아닙니다.

가장 큰 문제 중 하나가 열입니다. 지상에서는 물이나 공기로 서버의 열을 식힐 수 있지만 진공 상태인 우주에서는 같은 방식을 쓸 수 없습니다. 결국 거대한 라디에이터를 통해 열을 방출해야 하는데, 장비가 무거워질수록 발사 비용도 커집니다. 구글도 냉각을 Project Suncatcher의 핵심 연구 과제로 꼽았습니다.

고장 났을 때 수리가 어렵다는 것도 문제입니다. 수백㎞ 상공에서는 부품 교체가 어려운 만큼 모든 시스템이 훨씬 높은 수준의 자율성과 내구성을 가져야 합니다.

경제성도 아직 확보되지 않았습니다. Project Suncatcher 책임자인 Travis Beals는 우주 데이터센터가 지상보다 저렴해지는 시점이 적어도 향후 5년 안에는 오지 않을 것으로 보고 있습니다.

🚀 구글만 보는 미래는 아니다

우주 AI 데이터센터를 연구하는 곳은 구글뿐이 아닙니다. SpaceX도 공식 증권신고서에서 이르면 2028년부터 ‘orbital AI compute’ 위성을 배치하겠다는 계획을 공개했습니다. AI 가속기와 대형 태양광 패널, 냉각용 라디에이터를 탑재한 위성들을 대규모로 연결해 궤도형 데이터센터를 만들겠다는 구상입니다.

이미 지난해에는 스타트업 Starcloud가 엔비디아 H100을 실은 우주선을 발사해 궤도에서 AI 연산을 시험하기도 했습니다.

🔮 AI 인프라 경쟁의 다음 공간은 ‘우주’?

물론 당장 지상 데이터센터가 우주로 대체될 가능성은 낮습니다. 현재로서는 지상에서 서버를 짓고 운영하는 편이 훨씬 저렴하고 유지보수도 쉽습니다.

그럼에도 구글이 직접 TPU를 궤도에 올렸다는 사실은 AI 인프라 경쟁이 어디까지 확장되고 있는지를 보여줍니다. 지금까지 AI 경쟁의 병목이 GPU에서 전력과 데이터센터 부지로 이동해온 것을 넘어 이제 지상의 전력 제약 자체를 벗어날 방법을 찾기 시작한 것입니다.

Project Suncatcher가 성공하더라도 우주 데이터센터는 오랜 시간 지상 시설과 공존할 가능성이 큽니다. 다만 AI가 필요로 하는 컴퓨팅 규모가 계속 커지는 상황에서 장기적 관점에서의 공간적 확장 가능성에 우주까지 포함될 수 있는지를 구글이 먼저 시험하고 있는 것입니다.

https://www.wsj.com/tech/can-ai-run-in-space-google-is-about-to-find-out-59c4e062