Linux 코드를 30줄만 수정하면, 전력 사용량을 최대 30% 절감할 수 있음

• 미국 내 데이터센터 전력 소비는 2023년 기준 국가 전력의 약 4%, 2028년까지 12%로 증가 예상
• 워털루대 연구팀은 리눅스 커널의 네트워크 처리 방식 개선을 통해 데이터센터의 전력 소비를 최대 30% 절감할 수 있는 방안을 개발
• 핵심은 busy polling 방식의 동적 제어로, 트래픽 상황에 따라 인터럽트 방식과 폴링을 자동 전환
• 이 변경은 단 30줄 정도의 코드 수정만으로 구현, Linux 6.13 커널에 공식 반영됨
• 리눅스 기반 데이터센터 및 웹서버에 광범위한 적용 가능성 존재하며, 효율 중심의 소프트웨어 개발 철학 회복을 강조함

데이터센터 전력 소비, 리눅스 커널 코드 단 30줄로 최대 30% 절감 가능

전력 소비 증가에 대한 우려

• 전 세계 웹 트래픽 대부분은 데이터센터를 통해 이루어지며, 이는 AI 서비스 등 고전력 애플리케이션의 기반이 됨
• 미국의 경우, 2023년 전력의 약 4%를 데이터센터가 사용, 2028년까지 12%까지 증가할 전망

문제의 핵심: Linux 커널의 네트워크 처리 방식

• 리눅스 커널은 네트워크 패킷 처리 시 인터럽트와 폴링 방식 병행
  • 인터럽트: 새로운 패킷이 오면 CPU 작업 중단 후 처리
  • busy polling: 지연을 줄이기 위해 패킷 유무와 관계없이 주기적 확인 → 비효율

해결책: busy polling을 동적으로 전환

• 워털루대 마틴 카르스텐 교수팀은 네트워크 트래픽에 따라
  • 트래픽 많을 때: busy polling 사용
  • 트래픽 적을 때: 인터럽트 방식으로 전환
• 결과적으로 불필요한 전력 소모 감소, 유연성 증대

코드 수정과 적용 현황

• Fastly 엔지니어 Joe Damato와 협업하여 기존 커널 코드를 재정렬하는 방식으로 구현
• 신규 코드 작성 없이 기존 구조 변경으로 약 30줄 코드 수정
• Linux 6.13 커널(2025년 1월 출시)에 공식 포함됨
  → 커널 커밋

에너지 절감 효과

• 네트워크 중심 애플리케이션에서 최대 30% 전력 절감
  • 일반 애플리케이션은 이보다 절감율이 낮을 수 있음
• 트래픽 변화에 자동 적응하므로 데이터센터에 최적화
• Linux 기반 웹서버(nginx, Apache 등)에도 확장 가능

커뮤니티 확산 및 오픈소스 영향

• Damato는 관련 기술을 Fastly의 H2O 서버에도 적용 계획
• 오픈소스 커널 코드이므로, 기타 웹서버 개발자도 참고 가능
• 에너지 효율 중심의 개발 문화 복원을 위한 기폭제 역할 기대

연구의 철학적 의미

• “90년대에는 리소스 최적화가 컴퓨터공학의 기본”이었으나, 최근 20년간 성능 중심으로 치우쳐 효율성은 간과됨
• 이 연구는 “작은 코드 개선이 거대한 에너지 절감으로 이어질 수 있음”을 보여주며, 지속가능한 소프트웨어 개발의 방향성을 제시함