엔비디아 H100 우주로… 궤도 데이터센터 첫 시험 가동

지상에서는 AI 데이터센터가 전력망을 독점하고 막대한 냉각수를 빨아들이며 지역 주민들과 갈등을 빚고 있습니다. 이에 대한 해결책으로 엔비디아와 한 우주 스타트업이 내놓은 카드는 바로 데이터센터를 우주 궤도로 쏘아 올리는 것입니다.

엔비디아의 주력 AI 가속기인 H100 GPU가 스페이스X의 팰컨 9 로켓(밴드왜건 4 미션)에 실려 우주로 발사되었습니다. 지상 데이터센터 수준의 고성능 GPU가 우주 궤도에 배치되어 작동하는 것은 이번이 처음입니다.

이번 시험 비행을 주도한 곳은 버지니아주 레드먼드 기반의 스타트업 스타클라우드입니다. 약 60kg 무게의 스타클라우드-1 위성은 고도 약 350km의 초저궤도에서 3년 동안 임무를 수행합니다. 80GB 메모리를 탑재한 이 H100은 지금까지 우주로 발사된 그 어떤 컴퓨터보다 약 100배 강력한 연산 능력을 자랑합니다.

350km 상공에서 가동되는 엣지 AI

이 궤도형 컴퓨터의 첫 임무는 인공위성 데이터의 실시간 엣지 컴퓨팅입니다.

미국 카펠라 스페이스의 합성개구레이더(SAR) 관측 데이터를 우주에서 직접 수신한 뒤, H100에서 구글의 거대언어모델을 구동해 현장에서 분석합니다.

SAR 레이더 데이터는 용량이 워낙 방대해 지상으로 내려보내는 대역폭 확보가 늘 골칫거리였습니다. 하지만 우주에서 직접 연산 처리를 거치면 수백 기가바이트에 달하는 원본 이미지 대신, 특정 좌표에서 배가 특정 속도로 이동 중이라는 핵심 정보만 1KB 크기의 데이터 패킷으로 줄여 지상에 전송할 수 있습니다.

스타클라우드와 엔비디아의 진짜 목표는 지상 데이터센터 인프라를 대거 궤도로 이전하는 것입니다. 국제에너지기구에 따르면 2030년까지 전 세계 데이터센터의 전력 소비량은 일본 전체의 전력 소비 규모에 맞먹을 전망입니다. 또한 1메가와트급 지상 데이터센터는 매일 선진국 주민 1,000명이 쓸 분량의 냉각수를 소비합니다.

반면 우주는 비싼 토지 비용이 들지 않고, 24시간 내내 태양광을 직접 받을 수 있습니다. 태양광 패널의 발전 효율은 지상의 8배에 달해 값비싼 대형 배터리 시스템도 필요 없습니다. 스타클라우드 CEO 필립 존스턴은 발사 비용이 kg당 500달러 수준으로 내려오면 손익분기점을 맞출 수 있으며, 스페이스X 스타십이 상용화되면 kg당 10달러에서 150달러까지 떨어질 것으로 기대하고 있습니다.

무제한 태양광과 진공 방열이라는 벽

스타클라우드는 내년에 엔비디아의 차세대 블랙웰 GPU와 다수의 H100을 장착한 7킬로와트급 스타클라우드-2를 발사해 미 국방부 등을 대상으로 상용 서비스를 시작할 계획입니다. 2027년에는 100킬로와트, 2030년대 초에는 40메가와트 규모의 대형 궤도 데이터센터를 세우겠다는 포부입니다. 액시엄 스페이스와 달 표면에 데이터센터를 추진 중인 론스타 홀딩스도 비슷한 청사진을 그리고 있습니다.

하지만 현실적인 장벽도 만만치 않습니다. 젠슨 황 엔비디아 CEO는 파트너들과 개발 중인 베라 루빈 스페이스 1 모듈을 언급하며 핵심 난제로 냉각을 꼽았습니다. 우주에는 대기가 없어 전도나 대류가 일어나지 않고, 오직 열복사로만 열을 방출해야 하기 때문입니다.

H100이 내뿜는 막대한 발열을 진공에서 식히려면 거대하고 무거운 방열판을 달아야 하는데, 이는 로켓의 탑재 중량을 크게 갉아먹습니다. 게다가 지상용으로 설계된 상용 H100 칩이 혹독한 우주 방사선을 맞으며 과연 3년을 온전히 버텨낼 수 있을지도 아직 검증되지 않았습니다.

왜 중요한가

이번 시험은 지상 전력망의 포화로 인해 AI 인프라 경쟁이 이제 우주 에너지 확보전으로 확장되고 있음을 보여줍니다. 거대 테크 기업들이 전력 부족 때문에 원전 확보에 매달리는 상황에서, 무제한 태양광이 있는 궤도로 눈을 돌리는 것은 매우 과감하면서도 필연적인 시도입니다.

군사 정찰이나 해양 감시, 긴급 재난 대응 같은 특정 분야 사용자에게는 지금 당장도 실질적인 가치를 줍니다. 수백 기가바이트의 레이더 데이터를 우주에서 실시간으로 걸러내 1KB짜리 정보로 압축해 내려받는다면, 의사결정 시간을 수 시간에서 수 초 단위로 단축할 수 있습니다.

그러나 일반 기업이나 개발자가 당장 우주 클라우드를 쓸 수 있을 것으로 기대하기는 어렵다고 봅니다. 스타십의 극단적인 발사 비용 인하를 전제로 깔고 있는 데다, 진공 상태에서의 방열 한계와 방사선에 의한 칩 손상 문제는 지상 엔지니어링보다 훨씬 가혹합니다. 영리한 우주 자원 활용 구상이 값비싼 이벤트로 끝나지 않으려면, 궤도에 올라간 H100이 우주 환경에서 얼마나 안정적으로 버티는지를 먼저 증명해야 합니다.