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Management Information Systems

클라우드 컴퓨팅은 에너지 소비 줄이는 ‘친환경’

이동원 | 372호 (2023년 07월 Issue 1)
Based on “Green Cloud? An Empirical Analysis of Cloud Computing and Energy Efficiency.” (2022) by Jiyong Park, Kunsoo Han, and Byungtae Lee in Management Science, 69(3), 1639-1664.



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무엇을, 왜 연구했나?

네트워크를 통해 IT 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅은 유연성, 확장성, 상시 가용성, 종량제 등의 장점에 힘입어 산업 전반에 걸쳐 도입, 활용되고 있다. 클라우드 서비스 공급 업체는 사용자에게 스토리지, 네트워킹, 서버 등 클라우드의 다양한 컴퓨팅 리소스뿐 아니라 인터넷으로 소프트웨어 및 애플리케이션에 대한 온디맨드(On-Demand) 액세스를 제공한다. 전자의 서비스 모델은 일반적으로 아마존웹서비스 EC2, 구글 컴퓨트 엔진 같은 서비스형 인프라(IaaS)로 알려져 있으며 후자의 서비스 모델은 세일즈포스, 구글 워크스페이스, 마이크로 오피스 365 같은 서비스형 소프트웨어(SaaS)로 불린다.

지난 10년간 클라우드 컴퓨팅이 빠르고 광범위하게 도입되면서 클라우드 컴퓨팅이 환경에 미치는 영향에 대한 논쟁도 확산되고 있다. 사용자 측면에서 클라우드 컴퓨팅은 에너지 절감에 기여한다. 예컨대, 기업 내부의 비효율적인 IT 인프라를 클라우드 기반 IT 서비스로 대체하면 네트워크를 통해 온디맨드 방식으로 접근함으로써 IT 리소스 활용을 최적화하고 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다. 클라우드 컴퓨팅은 대규모 가상화를 통해 상당한 양의 에너지를 절약할 수 있다.

하지만 다른 한편에서 클라우드 컴퓨팅 공급 업체의 서비스 지원에 대량의 전기가 소비된다는 점을 근거로 클라우드 서비스가 전 세계 에너지 소비와 환경 파괴의 주범이라는 비판도 나온다. 미국 로렌스 버클리 국립연구소의 연구에 따르면 2014년 미국 데이터센터의 전력 소비량은 약 700억 킬로와트시(㎾h)로, 미국 전체 전력 소비량의 2%에 해당한다. 이 수치는 클라우드 기반 IT 및 데이터 서비스 수요가 증가함에 따라 더욱 빠르게 증가할 것으로 예상되며 데이터센터 운영 외에도 데이터센터에서 사용자로 데이터를 전송하는 과정에서도 상당한 양의 에너지가 소비될 수 있다.

이처럼 클라우드 컴퓨팅을 둘러싼 서비스 공급 업체와 사용자 간의 에너지 소비 패턴이 다르다는 점을 감안할 때, 클라우드 컴퓨팅이 환경에 미치는 영향을 제대로 파악하려면 사용자뿐 아니라 공급 업체 측면에서 영향을 함께 비교 검토해야 한다. 이에 본 연구는 클라우드 컴퓨팅이 환경에 미치는 영향을 사용자의 에너지 효율성 측면에서 분석했다.

무엇을 발견했나?

본 연구는 미국 인구조사국 데이터를 바탕으로 1997년부터 2017년까지 미국 내 57개 산업에 대해 산업별 클라우드 기반 IT 서비스 수요를 측정했다. 이를 통해 각 산업에서 구매한 IT 서비스를 다양한 유형의 클라우드 서비스(SaaS 및 IaaS)로 구분하고, 생산 투입물로 산출물을 생산하는 데 필요한 최소 에너지 소비 수준을 추정해 각 산업의 에너지 효율성을 측정했다. 이를 기반으로 클라우드 기반 IT 서비스가 산업별 클라우드 컴퓨팅 사용자의 에너지 효율성에 어떤 영향을 미치는지를 분석했다.

연구 결과, 클라우드 기반 IT 서비스가 산업의 에너지 효율성을 개선하는 것으로 나타났다. 클라우드 기반 IT 서비스는 2006년 이전에는 에너지 효율에 큰 영향을 미치지 않았지만 최초의 상용 클라우드 서비스인 아마존웹서비스가 출시된 2006년 이후부터 그 영향이 유의미해졌다. 특히 경쟁 심화로 클라우드 서비스 가격이 크게 하락한 2010년 이후부터 그 영향이 더욱 커졌다. SaaS는 모든 산업에서 에너지 효율성 개선으로 이어졌으며 IaaS의 경우 산업 내 IT 집약도 및 에너지 유형에 따라 다르게 나타났다. 특히 하드웨어를 더 집중적으로 사용하는 산업에서 IaaS가 에너지 효율성에 더 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또 SaaS가 에너지 효율성에 미치는 영향은 전력 에너지 효율성과 비전력 에너지 효율성에 모두 유의미한 반면 IaaS는 하드웨어 집약도가 높은 산업의 전기력에너지 효율성만 개선하는 것으로 나타났다.

연구진은 보다 명확한 메커니즘을 밝히기 위해 187개 기업을 대상으로 추가 설문 조사를 수행했는데 그 결과, SaaS는 에너지의 효율적인 생산을 촉진해 운영상의 이점을 제공하는 반면 IaaS는 내부 IT 장비 및 인프라의 에너지 소비를 완화하는 역할을 하는 것으로 나타났다.

연구 결과가 어떤 교훈을 주나?

본 연구 결과에 따르면, 2017년 미국 전체에서 클라우드 컴퓨팅을 통한 사용자 측면의 에너지 비용 절감액은 약 28억 달러에서 126억 달러로 추정되며, 이는 대략 318억 ㎾h에서 1438억 ㎾h의 전력 절감에 해당한다. 이 값은 클라우드 서비스 공급자의 총 에너지 소비량을 상회하며 미국 내 데이터 센터의 총 전력 소비량과 유사한 수준이다. 따라서 클라우드 컴퓨팅이 사용자 측면에 미치는 에너지 효율성 이점이 공급 업체 측면의 부정적 영향보다 훨씬 크다는 점을 알 수 있다.

본 연구 결과는 기업의 클라우드 컴퓨팅 투자가 환경에 미치는 영향을 측정함으로써 기업의 IT 전략을 수립하는 데 도움을 준다. 지금까지는 IT 전략을 수립할 때 생산성 향상 및 비용 절감 같은 IT 아웃소싱의 직접적인 경제적 이점에만 초점을 맞췄다. 하지만 ESG가 화두가 되면서 기업들이 클라우드 컴퓨팅 사용으로 인한 에너지 효율성 역시 중요하게 간주할 필요성이 커진다. 기업은 SaaS 솔루션을 선택해 에너지 효율성을 높일 수 있으며, 특히 하드웨어에 의존하는 기업들은 IaaS에 대한 투자를 늘려 에너지 효율을 높일 수 있다.

또 이번 연구 결과에 따르면 IT 산업의 에너지 발자국을 유발하는 주범으로 언급되는 클라우드 서비스 공급 업체의 에너지 소비가 클라우드 컴퓨팅 사용자의 에너지 소비 감소로 인해 상쇄되는 것으로 나타났다. 클라우드 서비스 공급 업체는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 지원하는 데이터센터 및 관련 인프라의 에너지 효율성을 지속적으로 개선하는 동시에 사용자 차원의 에너지 절약 혜택을 강조하는 전략을 수립해야 할 것이다. 클라우드 서비스 공급 업체들이 에너지 효율 기술에 투자를 늘리고 효율적인 대규모 데이터센터로 전환하고 있다는 점을 고려할 때, 클라우드 컴퓨팅의 경제 전반에 걸친 에너지 절감 효과는 시간이 지날수록 더욱 커질 것이다. 이는 기업의 지속가능한 성장에도 큰 도움이 될 것이다.
  • 이동원 | 홍콩과학기술대학교 경영대학 정보시스템(ISOM) 교수

    필자는 KAIST에서 컴퓨터공학 학사, IT 비즈니스 석사를 받고 미국 메릴랜드대에서 정보시스템 박사 학위를 받았다. 메릴랜드대에서 강의했으며 2017년부터 홍콩과기대 경영대학에서 부교수로 재직 중이다. 주요 연구 분야는 비즈니스 데이터 분석, 모바일 커머스, 디지털 너지 디자인, 디지털 전환, 프로토콜 경제 등이다.
    dongwon@ust.hk
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