CarbonClarity: 理解和应对可绕义碳排放不确定性
硬件体系结构
2026-01-19 v2
摘要
固体碳足迹建模正逐渐受到关注，因为其在计算碳排放中的贡献显著。然而，现有模型的确定性本质未能考虑半导体供应链中空间和时间可变性。缺乏不确定性建模限制了系统设计师在做出知情的、碳感知决策的能力。我们引入 CarbonClarity，一个概率框架，用于通过反映能源-面积、气体-面积、良率和碳强度在不同技术节点上不确定性的分布来建模固体碳足迹。我们的框架有助于更深入地理解设计选择（如 chiplet 架构和新旧技术节点选择）对排放及其相关不确定性的影响。例如，我们表明，7nm 技术节点下固体碳排放每 cm 的均值与 95 百分位之间的差距可达 1.6 倍。此外，我们通过案例研究表明：(i) CarbonClarity 是设备配置的有价资源，帮助在紧张的碳预算下维持性能；(ii) chiplet 技术和成熟节点不仅减少固体碳排放，还显著降低其相关不确定性，在移动应用中，95 百分位的降低可达 18%。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.01145,
title = {CarbonClarity: Understanding and Addressing Uncertainty in Embodied Carbon for Sustainable Computing},
author = {Xuesi Chen and Leo Han and Anvita Bhagavathula and Udit Gupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01145},
year = {2026}
}