Large language models (LLMs) impose rapidly growing energy demands, creating an emerging energy and carbon crisis driven by large-scale inference. Solar-powered, AI-enabled low Earth orbit (LEO) satellites have been proposed to mitigate terrestrial electricity consumption, but their lifecycle carbon footprint remains poorly understood due to launch emissions, satellite manufacturing, and radiation-hardened hardware requirements. This paper presents \textit{LLMSpace}, the first carbon modeling framework for LLM inference on AI-enabled LEO satellites. LLMSpace jointly models operational and embodied carbon, peripheral subsystems, radiation-hardened accelerators and memories, and LLM-specific workload characteristics such as prefill-decode behavior and token generation. Using realistic satellite and GPU configurations, LLMSpace reveals key trade-offs among carbon footprint, inference latency, hardware design, and operational lifetime for sustainable space-based LLM inference. Source code: https://github.com/UnchartedRLab/LLMSpace.


翻译:大语言模型(LLM)带来了快速增长的能源需求,引发了由大规模推理驱动的新兴能源与碳危机。太阳能供电、支持人工智能的低地球轨道卫星已被提出用于缓解地面电力消耗,但由于发射排放、卫星制造以及抗辐射硬件要求,其全生命周期碳足迹仍知之甚少。本文提出LLMSpace——首个面向人工智能低地球轨道卫星上大语言模型推理的碳建模框架。LLMSpace联合建模了运行碳与隐含碳、外围子系统、抗辐射加速器与存储器,以及大语言模型特定工作负载特征(如预填充-解码行为和令牌生成)。通过使用真实的卫星与GPU配置,LLMSpace揭示了碳足迹、推理延迟、硬件设计与运行寿命之间的关键权衡,为可持续发展的天基大语言模型推理提供支撑。源代码:https://github.com/UnchartedRLab/LLMSpace。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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