우리는 매일 ChatGPT와 같은 AI 서비스를 사용하면서도, 그 내부에서 어떤 기술이 작동하는지 잘 모르고 있습니다. 많은 사람들이 이 신기한 기술의 작동 원리에 대해 궁금증을 가지고 있습니다. 그래서 오늘은 ChatGPT의 핵심 기술인 GPT(생성형 사전학습 트랜스포머)에 대해 알아보겠습니다.
ChatGPT의 핵심 기술인 GPT(생성형 사전학습 트랜스포머)
GPT란 무엇인가?
GPT는 Generative Pre-trained Transformer의 약자로, ChatGPT의 핵심 기술입니다. 이는 주어진 입력을 바탕으로 자연스러운 언어 텍스트를 생성하는 대규모 언어 모델의 한 종류입니다. GPT 모델은 입력 시퀀스를 분석하고 가장 적절한 출력을 예측하는 방식으로 작동합니다.
GPT의 세 가지 핵심 요소
① Generative(생성형)
생성형 사전학습은 모델이 데이터의 패턴을 감지하고 이를 새로운 입력에 적용하는 것을 학습하게 합니다. 이는 ‘비지도 학습’이라고 불리는 학습 방식의 한 형태로, 모델에게 미리 정의된 레이블이나 카테고리가 없는 데이터가 주어지면 독립적으로 해석해야 합니다. 이러한 데이터셋의 패턴을 학습함으로써, 모델은 새롭고 보지 못한 입력에 대해서도 유사한 결론을 도출할 수 있게 됩니다.
② Pre-trained(사전학습)
GPT 모델들은 수십억 또는 수조 개의 매개변수를 가지고 있으며, 이 매개변수들은 학습 과정을 거치면서 지속적으로 개선됩니다. 이러한 방대한 규모의 매개변수는 모델이 복잡한 언어 패턴을 이해하고 생성하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
③ Transformer(트랜스포머)
트랜스포머는 자연어 처리에 특화된 신경망의 한 종류입니다. 인간과는 다르게 언어를 이해하는 대신, 단어를 ‘토큰’이라고 불리는 작은 단위로 처리합니다. 이 토큰들은 모델이 이해하고 처리할 수 있는 단어나 문자의 조각들입니다.
트랜스포머의 주요 구성 요소
① 자기 주의 메커니즘(Self-attention)
트랜스포머의 가장 특징적인 요소인 자기 주의 메커니즘은 입력 시퀀스 내의 가장 중요한 토큰들에 자동으로 주의를 기울일 수 있게 합니다. 이는 이전의 순환 신경망이나 합성곱 신경망과는 달리, 입력 시퀀스 전체의 맥락 속에서 각 단어의 중요성을 평가할 수 있게 해줍니다.
② 인코더(Encoder)
인코더 모듈은 토큰들을 3차원 벡터 공간에 매핑하는 임베딩 과정을 수행합니다. 3차원 공간에서 가까이 위치한 토큰들은 의미적으로 더 유사한 것으로 간주됩니다. 인코더 블록은 각 임베딩에 가중치를 할당하여 상대적 중요도를 결정하고, 같은 단어들이 다른 순서로 배열된 경우의 의미 차이를 구분할 수 있게 합니다.
③ 디코더(Decoder)
디코더는 인코더가 준비한 임베딩에 대한 가장 통계적으로 가능성 높은 응답을 예측합니다. 자기 주의 메커니즘을 통해 입력 시퀀스의 가장 중요한 부분을 식별하고, 가장 적절할 것 같은 출력을 결정합니다.
GPT의 발전 역사
2017년 구글 브레인의 “Attention is all you need” 논문에서 트랜스포머 아키텍처가 처음 소개된 이후, Meta의 Llama, IBM의 Granite와 같은 오픈소스 모델들과 Google Gemini, Anthropic의 Claude와 같은 비공개 모델들이 등장했습니다.
OpenAI의 첫 GPT 모델인 GPT-1은 2018년에 출시되었으며, 어느 정도 인간다운 방식으로 질문에 답할 수 있었지만 환각 현상과 일반적인 오류가 많았습니다. 이후 GPT-2는 15억 개의 매개변수를 가진 더 큰 모델로 발전했고, 오늘날의 GPT-4는 약 1.8조 개의 매개변수를 가진 것으로 추정됩니다.
GPT의 실제 활용 사례
GPT 모델은 영상 자막 생성과 같은 실제 업무에서도 큰 도움이 됩니다. 예를 들어, 음성-텍스트 변환 서비스로 생성된 자막에서 발생하는 오류들, 특히 기술 용어나 약어의 오류를 GPT 모델이 맥락을 이해하여 자동으로 수정할 수 있습니다. 이는 모델의 자기 주의 메커니즘이 입력 시퀀스 전체를 처리하고 논의의 맥락을 더 잘 이해할 수 있기 때문입니다.
오늘은 ChatGPT의 핵심 기술인 GPT(생성형 사전학습 트랜스포머)에 대해 알아보았습니다. GPT는 현대 인공지능의 중심에 있는 혁신적인 기술로, 우리의 일상생활과 업무 방식을 크게 변화시키고 있습니다. 이 글을 통해 여러분이 AI 기술을 더 잘 이해하고 효과적으로 활용하는 데 도움이 되기를 바랍니다.