Microsoft는 2000년대 초 첫 세대 데이터 센터를 설립한 이후 데이터 센터의 평균 물 사용 효율, 즉 WUE가 약 90% 개선됐다고 발표했다. 지표는 시간당 킬로와트당 2.3리터에서 2025년 0.27리터로 감소했으며, 클라우드 컴퓨팅 및 인공지능 서비스 수요가 계속 증가하는 가운데 이뤄졌다.
회사는 첫 데이터 센터를 설계할 때부터 수자원 관리가 전략의 일부였다고 말한다. 이는 Community-First AI Infrastructure 이니셔티브 및 2030년까지 순수한 물 긍정적 영향을 달성하겠다는 약속과 관련이 있다. 이는 취수량을 초과하는 물의 양을 보충한다는 의미다.
지표 개선과 저수량 냉각
Microsoft는 2030년까지 소유한 전체 데이터 센터에서 물 사용 집약도를 40% 개선하는 것을 목표로 한다. 2025년까지 회사는 목표 측정에 사용되는 기준선과 비교해 25% 감소를 달성했으며, 이는 발표한 약속을 향해 절반 이상 진행된 수준이라고 설명한다.
Microsoft는 2008년부터 증발식 보조 기능을 갖춘 직접 공기 냉각을 전체 시설의 기본 방식으로 채택했다. 이 설계는 외부 온도가 화씨 85도 또는 섭씨 29.4도를 초과할 때 물을 사용하며, 기존 수냉식 냉각 시스템보다 물 사용량을 최대 90% 줄일 수 있다. 회사에 따르면 2025년 소유 시설의 약 90%가 물 사용량이 낮거나 없는 고효율 냉각 시스템으로 운영됐다.
- 기존 냉각탑: 연중 열을 배출하기 위해 물의 증발에 의존한다.
- 하이브리드 액체 냉각기: 더운 날씨에는 증발을 사용하고 기온이 낮아지면 건식 모드로 전환한다.
- 직접 공기 냉각: 외부 공기를 활용하면서 물 사용을 제한한다.
- 공기 기반 냉각기: 물을 증발시키지 않고 폐쇄형 냉각 회로에서 열을 제거한다.
- 인공지능 데이터 센터용 액체 냉각: 액체를 폐쇄형 회로에서 칩으로 직접 순환시켜 물을 증발시키지 않는다.
새로운 설계와 기존 센터 개선
2024년 Microsoft는 운영 중 냉각 목적으로 물을 전혀 사용하지 않는, 인공지능 작업 부하에 최적화된 새로운 데이터 센터 설계를 공개했다. 이 설계는 폐쇄형 회로에서 칩으로 직접 냉각하고, 구역 단위로 온도를 제어한다.
회사는 또한 온도와 습도를 더욱 정밀하게 조정하고, 정기적으로 물 사용을 감사하며, 기상 데이터와 운영 분석을 바탕으로 실제 소비량을 설계 예상치와 비교해 기존 센터를 개선하고 있다. 애리조나주 피닉스의 데이터 센터에서는 이러한 개선을 통해 2025 회계연도 동안 전년 대비 물 사용 효율이 23% 향상됐으며, 직접 증발 냉각을 사용하는 전 세계 데이터 센터에 배포가 시작됐다.
재사용과 지역사회 협력
Microsoft는 가능한 경우 재활용수, 재사용수 또는 비음용수를 사용한다. 이러한 수원의 비중은 워싱턴주 퀸시에서 74%, 싱가포르에서 99%, 텍사스주 샌안토니오에서 79%에 이른다. 네덜란드, 스웨덴, 아일랜드의 일부 데이터 센터에서는 빗물 수집 시스템도 운영되고 있으며, 다른 국가와 지역에 추가 시스템을 설치할 계획이다. 회사는 현지 강수량 수준에 따라 퀘벡의 신규 데이터 센터들이 매년 최대 150만 리터의 빗물을 수집할 것으로 예상한다.
Microsoft는 운영에 필요한 경우 수도 시스템 개선 비용을 전액 지원해 지역사회가 비용을 부담하지 않도록 한다고 말한다. 버지니아주 리스버그의 데이터 센터 인근에서 회사는 상하수도 개선에 2,500만 달러 이상을 지원하고 있다. 2020년 이후에는 물 및 하수 인프라 프로젝트 75건 이상에 5억 달러 이상을 투자했다.
보충과 지역 물 프로젝트
Microsoft는 2025 회계연도 동안 전 세계적으로 취수한 양보다 더 많은 물을 보충했으며, 이는 2030년 목표를 향한 조치라고 밝혔다. 프로젝트에는 FIDO Tech 및 피닉스 지역과 네바다의 현지 시설과의 협력이 포함된다. 이 협력은 인공지능을 활용해 상수도망의 누수를 탐지하고 수리한다. 또한 The Nature Conservancy와 협력해 중서부 지역의 과거 습지를 복원하고 있으며, 이는 지하수 재충전을 돕고 홍수 위험을 줄인다.
회사는 다양한 하드웨어 유형과 인공지능 및 기존 컴퓨팅 작업 부하의 요구에 냉각 방식을 맞출 수 있도록 지역별로 분산된 냉각 인프라도 검토하고 있다.