AI/ML 기초 용어

AI 학습은 요리사의 수련과 같습니다. 레시피를 외우는 게 아니라, 감을 익힙니다

이번 챕터는 특별합니다. Ch1~8에서 우리가 직접 만들어본 것들 — 이진수, 토큰화, 벡터, Softmax, 경사하강법, Attention, TinyLM — 이 모든 개념이 현업에서 사용하는 '진짜 이름'을 갖고 있습니다. 이 섹션의 용어들을 배우면 '아, 그때 그게 이거였구나!' 하는 순간이 계속 올 겁니다.

수천 번 요리(Training)를 반복하며 실력을 쌓고, 실전(Inference)에서 새로운 주문에 대응합니다. AI도 똑같이 데이터로 훈련하고, 새 입력에 대해 예측합니다.

Ch1에서 '규칙 기반 AI vs 학습 기반 AI'를 비교했었죠? 그때의 학습 기반 AI가 바로 ML이고, Ch7~8에서 우리가 만든 Attention + TinyLM이 DL입니다. 이제 그 세계를 정식 이름으로 정리합시다.

AI(Artificial Intelligence) — 인간의 지능을 모방하는 기술의 총칭입니다. 가장 넓은 범주. ML(Machine Learning) — AI의 한 분야. 데이터에서 규칙을 자동으로 학습합니다. 직접 규칙을 프로그래밍하지 않습니다. DL(Deep Learning) — ML의 한 분야. 여러 층의 신경망을 사용합니다. ChatGPT가 바로 이것입니다.

Neural Network(신경망) — 인간의 뇌 신경세포를 모방한 구조입니다. 입력 → 여러 '층(Layer)'을 통과 → 출력. 각 층에는 수천~수십억 개의 연결이 있습니다.

Ch8에서 TinyLM의 학습 루프를 직접 작성했었죠? `for epoch in range(100)` — 그 반복이 바로 Training입니다. 그리고 학습이 끝난 모델에 새 문장을 넣어본 것이 Inference입니다. 그때 `model.parameters()`로 확인한 숫자들이 바로 Parameter이고, 학습하면서 조정된 값이 Weight입니다.

Training(훈련) — 데이터를 보여주며 모델을 학습시키는 과정입니다. 수개월이 걸리고 GPU 수백 대가 필요합니다. Inference(추론) — 훈련된 모델에 새 입력을 넣어 결과를 얻는 과정입니다. ChatGPT에 질문하면 이루어지는 게 추론입니다.

Model(모델) — 학습된 패턴의 집합체입니다. '요리사의 실력' 자체입니다. GPT-4, Claude가 모델입니다. Parameter(파라미터) — 모델이 학습한 숫자 값입니다. GPT-4는 수조 개의 파라미터를 가집니다. Weight(가중치) — 신경망 연결의 강도를 나타내는 파라미터입니다. 학습하면서 조정됩니다.

Ch5에서 Cross-Entropy Loss를 계산했고, Ch6에서 Gradient로 경사하강법을 구현했습니다. 그때 코드를 떠올려보세요: `loss.backward()` → `optimizer.step()`. 이것이 바로 'Loss를 줄이기 위해 Gradient를 따라 Parameter를 조정'하는 과정이었습니다. 이제 나머지 학습 용어들도 정리합시다.

Epoch(에포크) — 전체 학습 데이터를 한 번 다 본 것 = 1 에포크. 보통 수~수백 에포크 반복합니다. Batch(배치) — 한 번에 묶어서 처리하는 데이터 양입니다. 1만 장의 사진을 32장씩 나눠서 학습합니다.

Loss(손실) — 모델의 예측이 정답과 얼마나 다른지 나타내는 숫자입니다. 작을수록 좋습니다. AI의 '성적표'입니다. Gradient(경사/기울기) — Loss를 줄이기 위해 파라미터를 어느 방향으로 조정할지 알려주는 값입니다. 산에서 내려가는 방향입니다.

Overfitting(과적합) — 훈련 데이터만 너무 잘 맞추고 새 데이터에 약한 상태입니다. 시험 문제만 외우고 응용 문제를 못 푸는 것과 같습니다. GPU — AI 학습의 핵심 하드웨어입니다. 행렬곱을 수천 개 코어로 병렬 처리합니다. NVIDIA가 시장을 지배합니다.

AI ⊃ ML ⊃ DL 관계에서, ChatGPT가 해당하는 가장 구체적인 분야는?

훈련된 모델에 새 입력을 넣어 결과를 얻는 과정은?

Overfitting은 훈련 데이터와 새 데이터 모두에서 성능이 좋은 상태이다

모델의 예측이 정답과 얼마나 다른지 나타내는 값은?

AI/ML 기초 용어