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1주차WEEK 02 · LLM의 작동 원리
문장은 어떻게
답변이 되는가
- 언어를 숫자로 바꾸는 토큰과 임베딩
- 문맥의 관계를 계산하는 어텐션
- 규모·후학습·환각을 잇는 한 흐름
오늘의 중심 질문
유창한 답은 어디에서 오는가
- 문장을 이해하는 사람처럼 보여도, 내부에서는 벡터·행렬·확률 계산이 진행
- 작동 원리를 알아야 성능·비용·오류를 사업 설계와 연결 가능
계산
관계와 문맥을 수치로 갱신
임베딩·어텐션출력
다음 토큰의 확률을 이어 붙임
자기회귀 생성핵심 · 유창함을 만드는 목표와 사실을 보장하는 목표는 다름
수업을 마치면
여섯 가지를 연결해서 설명
토큰
문장·단어와 토큰의 차이, 한국어에서 생기는 효율 문제
임베딩
비슷한 의미가 가까워지는 벡터 공간과 그 한계
어텐션
Q·K·V와 마스킹이 문맥을 만드는 방식
스케일링
모델 크기·데이터·연산량을 함께 맞추는 이유
후학습
SFT·RLHF·DPO가 기본 모델을 조정하는 과정
환각
그럴듯한 오류가 생기는 구조와 사업의 보호 장치
한 장으로 보는 전체 흐름
글자에서 답변까지, 여섯 정거장
- 각 정거장마다 가능성뿐 아니라 비용·한계·사례를 함께 확인
학습 데이터·목표 함수·불확실성·평가 보상이 연결된 구조적 결과
첫 판단
LLM이 사실과 다른 말을 하는 가장 가까운 이유는?
1부 · 토큰과 임베딩
컴퓨터는 문장을 그대로 읽지 못함
- 글자를 계산 가능한 숫자로 바꾸는 두 단계: 토큰 ID → 임베딩 벡터
“아산에서 막차를 놓쳤다”
[1482, 311, 9204, 17, 508]
[0.17, −0.42, 0.08, …]
숫자는 이해하기 위한 단순 예시 · 실제 ID와 차원은 모델마다 다름
『비전공자도 이해할 수 있는 챗GPT』 89–97쪽토큰
모델이 한 번에 다루는 언어 조각
단어 전체일 수도 있음
시장고객부분 단어일 수도 있음
HyperCLOVA기호·띄어쓰기도 가능
,?␠토큰 수는 문맥 용량·응답 속도·이용 비용과 바로 연결
눌러 보는 토큰화
같은 길이의 문장도 다르게 쪼개짐
- 아래 분할은 원리를 보여 주는 단순화 예시 · 실제 결과는 모델과 토크나이저마다 다름
아산에서 AI 사업을 시작합니다
효율 · 같은 내용을 더 적은 토큰으로 표현하면 처리 부담 감소
표현력 · 언어의 형태를 잘 반영하면 학습과 생성이 안정될 가능성
정확하게 말하기
토큰은 단어가 아님
토크나이저의 어휘와 규칙에 따라 달라짐
같은 문장이 서비스별로 다른 토큰 수를 가질 수 있음
글자·음절·부분 문자열이 다양하게 결합
최신 연구 · 한국어
언어에 맞는 토크나이저가 생성 안정성에 영향
- 2025년 한국어 사례 연구: 한국어 확장 토크나이저와 기본 토크나이저를 다음 토큰 예측 과제로 비교
How does a Language-Specific Tokenizer affect LLMs?
한국어 확장 토크나이저가 복잡한 과제의 교차엔트로피를 낮추고, 잘못된 예측에 대한 과신을 줄이는 경향 보고
사업으로 번역
토큰화는 ‘언어 품질’만의 문제가 아님
비용
같은 업무라도 토큰이 많으면 입력·출력 비용 증가
속도
처리할 조각이 늘면 지연과 메모리 부담 증가
문맥
같은 문맥 창에 넣을 수 있는 한국어 문서량 변화
품질
고유명사·조사·복합어 표현의 안정성에 영향
한국어 서비스를 고를 때는 벤치마크 점수 + 실제 문서의 토큰 수를 함께 확인
임베딩
토큰을 ‘의미가 놓이는 숫자 공간’으로
- 각 토큰을 긴 숫자 목록인 벡터로 표현
- 학습을 거치며 비슷한 문맥에서 쓰인 표현이 가까워지는 경향
차원
벡터의 각 칸을 사람이 이름 붙이지 않음
- ‘1번은 맛, 2번은 색’처럼 사람이 미리 정의하는 표가 아님
- 수많은 학습 예측을 잘하도록 값이 함께 조정
잘못된 비유 · 사람의 설문 문항처럼 각 차원이 깔끔한 뜻 하나를 가짐
더 정확한 이해 · 의미와 문맥 특징이 여러 차원에 분산되어 나타남
눌러 보는 의미 지도
가까움은 ‘비슷한 쓰임’을 뜻함
막차와 가까운 표현을 찾는 일 → 검색·분류·추천의 재료
코사인 유사도
길이보다 방향이 얼마나 비슷한지 비교
1에 가까움 · 방향이 비슷함
0에 가까움 · 관련이 약함
−1에 가까움 · 반대 방향
실무에서는 모델·정규화·임계값에 따라 해석이 달라짐사례 · 의미 검색
표현이 달라도 같은 문제를 찾기
천안아산역 막차 이후 이동 안내
심야 귀가·택시 승강장·버스 운행
산단 교대근무자 야간 교통
통근·노선 공백·합승 수요
온양온천시장 주차 안내
표면 단어 일부는 겹치지만 의도는 다름
키워드 일치가 아니라 의미 벡터의 거리로 후보를 좁힘
임베딩의 경계
가깝다고 참인 것은 아님
잘하는 일
- 비슷한 문의 묶기
- 관련 문서 후보 찾기
- 상품·콘텐츠 추천 후보 만들기
따로 확인할 일
- 숫자와 날짜의 정확성
- 법령·가격·재고의 최신성
- 원인과 책임의 판단
의미 검색은 정답 판정기가 아니라 후보 선별기
2부 · Transformer와 어텐션
이전 방식은 문장을 차례로 읽음
먼 거리 · 앞의 정보를 여러 단계를 거쳐 전달
병렬화 · 순차 처리 때문에 학습 하드웨어 활용에 제약
문맥 · 긴 문장에서 중요한 관계를 유지하기 어려움
2017 · 구조의 전환
Attention Is All You Need
- RNN 없이 셀프 어텐션을 중심으로 문장 안의 관계를 직접 계산
- 학습 계산의 병렬화에 유리해 대규모 언어 모델의 토대가 됨
Transformer
Vaswani 외 8명
SELF-ATTENTION
구조 읽기
초기의 Transformer와 GPT 계열은 같지 않음
인코더 + 디코더
기계번역: 입력 문장을 읽고 다른 언어로 생성
디코더 중심
앞의 토큰만 보며 다음 토큰을 이어 생성
Transformer는 하나의 고정 제품명이 아니라 여러 구조가 갈라져 나온 설계 계열
셀프 어텐션
한 문장 안에서 서로를 참고
‘은행’의 표현은 강·앞에서·회사와의 관계를 반영해 문맥에 맞게 갱신
이미지·설명 · Google ResearchQ · K · V
도서관의 질문·색인·내용으로 이해
Query · 질문
지금 이 토큰이 무엇을 찾는가
“은행의 뜻을 결정할 단서는?”Key · 색인
각 토큰이 어떤 단서를 가졌는가
강 · 회사 · 앞Value · 내용
선택되면 실제로 가져올 정보
문맥을 반영한 벡터어텐션 행렬
모든 토큰 쌍의 관련성을 한 표로
가로 · 참고할 후보 토큰
세로 · 지금 표현을 갱신할 토큰
색의 강도 · 정규화된 관심의 크기
실제 모델은 여러 헤드·여러 층에서 훨씬 큰 행렬을 계산인과 마스크
정답이 될 미래 토큰을 미리 보지 못하게
- GPT 계열은 생성 중 현재 위치보다 뒤의 토큰을 가림
학습할 때도 각 위치는 앞쪽 문맥만 보고 다음 토큰을 예측
멀티헤드 어텐션
한 가지 관계만 보는 것이 아님
주어와 서술어
누가 무엇을 했는가
대명사와 대상
그것은 무엇을 가리키는가
시간과 사건
언제 일어났는가
문체와 형식
목록·질문·인용인가
근거리 결합
붙어 쓰이는 표현인가
장거리 문맥
앞 문단과 어떻게 연결되는가
각 헤드가 사람에게 깔끔한 역할 하나를 갖는다고 단정할 수는 없음
층 쌓기
어텐션만으로 끝나지 않음
어텐션 · 토큰 사이의 정보를 섞음
MLP · 각 위치의 표현을 비선형으로 바꿈
잔차 연결 · 기존 정보를 보존하며 층을 깊게 쌓음
위치 정보
같은 단어도 순서가 바뀌면 뜻이 달라짐
평가 주체 · 고객
평가 주체 · AI
어텐션 자체에는 순서가 없으므로 위치 정보를 따로 더함
해석의 주의점
어텐션 지도 = 모델의 생각 전체가 아님
볼 수 있는 것
- 특정 층·헤드의 가중치
- 토큰 사이 정보 흐름의 일부
- 가설을 만드는 단서
바로 말할 수 없는 것
- 모델의 완전한 의도
- 답의 인과적 이유 전체
- 옳고 그름의 자동 증명
예쁜 히트맵보다 개입 실험과 여러 해석 방법이 필요
영상 · 큰 그림
Transformer를 눈으로 따라가기
- 전체 시청보다 임베딩·어텐션·다층 변환이 이어지는 구간을 선택
- 시청 질문: 학습의 병렬화와 생성의 순차성을 어디에서 구분하는가

3BLUE1BROWN · 2024
Transformers, the tech behind LLMs
- 고차원 임베딩의 직관
- Transformer 블록의 반복
- 다음 토큰 확률까지의 흐름
영상 · 계산 자세히
Q·K·V에서 어텐션까지
- 앞 영상과 다른 목적: 어텐션의 계산 순서를 선택 구간으로 확인
- 시청 질문: 관련성 점수와 가져오는 정보는 왜 분리하는가

3BLUE1BROWN · 2024
Attention in transformers, step-by-step
- Query·Key의 내적
- Softmax 가중치
- Value의 가중합과 멀티헤드
3부 · 학습과 생성
학습은 한꺼번에, 생성은 한 토큰씩
여러 위치의 예측을 병렬 계산
- 정답 다음 토큰과 비교
- 오차가 줄도록 매개변수 갱신
- 대규모 GPU 연산
앞의 출력을 다시 입력해 순차 생성
- 한 토큰을 선택
- 문맥 끝에 붙임
- 종료할 때까지 반복
눌러 보는 다음 토큰
온도를 바꾸면 후보 분포가 달라짐
설명을 위한 모의 로짓 계산 · 특정 제품의 실제 확률이 아님
출력 선택
확률 분포에서 어떻게 하나를 고를까
Greedy
매번 가장 높은 후보 선택
일관성↑ · 반복·경직 가능Temperature
확률 분포를 날카롭거나 평평하게 조정
낮음: 안정 · 높음: 다양Top-p
누적 확률이 p가 될 때까지 후보만 남김
상황에 따라 후보 수 변화창의성과 정확성은 한 손잡이로 완전히 해결되지 않음
문맥 창
모델이 한 번에 참고할 수 있는 작업대
토큰 기준 · 글자 수나 페이지 수와 같지 않음
입력 + 출력 · 둘 다 문맥 창을 사용
길다고 완전 기억 아님 · 위치·검색·주의 분산이 품질에 영향
큰 문맥 창은 넓은 책상이지 완벽한 기억이 아님
연구 · Lost in the Middle
긴 문서의 가운데 정보가 더 불리할 수 있음
- 2023년 연구: 관련 정보의 위치가 긴 문맥 활용 성능에 영향을 줄 수 있음을 보고
KV 캐시
앞에서 계산한 것을 매번 다시 하지 않기
“아산”의 K·V 저장
“에서”의 K·V 추가
새 토큰의 Q로 기존 캐시 조회
다음 토큰 생성
생성 속도 개선
대가문맥이 길수록 메모리 사용 증가
서비스 속도는 모델 크기뿐 아니라 캐시·배치·하드웨어·출력 길이의 결과
4부 · 스케일링
크다는 말에는 세 가지가 섞여 있음
매개변수
패턴을 담고 변환하는 학습 값
학습 토큰
얼마나 많고 다양한 데이터를 봤는가
연산량
학습에 투입한 하드웨어 계산
스케일링 법칙
연산량 증가 → 검증 손실 감소
모델만 키운다는 뜻이 아님모델 크기·학습 데이터·연산량을 함께 맞춘 결과
경험 법칙 · 모델·데이터·연산 증가와 성능 사이의 경향을 관측
주의 · 모든 능력이 매끄럽게 좋아지거나 비용이 무시된다는 뜻은 아님
설계 질문 · 같은 예산을 크기와 데이터에 어떻게 나눌 것인가
“더 크게”보다 “어떤 비율로 키울까”
사례 · Chinchilla
4배 작은 모델, 4배 많은 데이터
- 동일한 학습 연산 예산에서 Gopher 280B와 Chinchilla 70B를 비교

- 같은 학습 연산량
- 보고된 대부분의 평가에서 더 큰 Gopher보다 우수
- 추론 메모리·시간에도 작은 모델의 이점
스케일링 이후의 질문
성능 1점을 위해 무엇을 더 쓰는가
학습 비용
GPU·전력·데이터 준비·실험 반복
추론 비용
사용자 요청마다 생기는 연산·지연
메모리
모델 가중치·KV 캐시·동시 사용자
기회비용
더 작은 모델·검색·규칙으로 충분했는가
사업의 최적 모델은 가장 큰 모델이 아니라 목표 품질을 가장 안정적으로 내는 구조
Mixture of Experts
모든 매개변수를 매번 쓰지 않는 방식
토큰마다 일부 전문가 선택
장점 · 전체 용량을 키우면서 토큰당 연산을 제한
과제 · 라우팅·부하 균형·통신·서빙 복잡성
한국 최신 사례 · 2026.08
K-EXAONE 2.0 · 용량과 활성 연산을 분리
기존 K-EXAONE을 확장한 전문가 혼합 구조
지원 문맥 길이
여섯 언어에서 열 언어로 확대
공개 가중치 생태계
기술보고서가 밝힌 모델 사양 · 제출일 2026년 8월 5일
K-EXAONE 2.0 Technical Report한국 사례 · EXAONE 4.0
하나의 모델에 추론 모드와 일반 모드

32B · 1.2B
- 추론 모드와 비추론 모드를 선택하는 하이브리드 추론
- 한국어·영어·스페인어 지원
- 도구 호출과 긴 문맥 활용을 포함한 실제 사용 범위
- 공개 도표는 개발사의 자체 평가 · 과제·설정·비교 대상을 함께 읽기
읽을 점 · 모델 크기만이 아니라 같은 모델 안의 작동 모드가 비용과 지연을 바꿈
한국 사례 · HyperCLOVA X
텍스트·이미지·소리를 처음부터 함께


텍스트·이미지·오디오를 하나의 공유 의미 공간에서 학습하는 네이티브 옴니모달
추론에 시각·음성·도구 사용을 결합한 에이전트 지향 모델
한국 모델을 읽는 틀
‘국산’ 한 단어보다 구조와 조건 확인
5부 · 후학습
다음 토큰 모델이 곧바로 ‘친절한 조교’는 아님
문장을 이어 쓰는 능력
질문을 받으면 답하기보다 비슷한 형식의 문장을 이어갈 수 있음
지시를 따르는 행동
요청의 형식·안전·도움 됨을 반영하도록 추가 조정
1단계 · SFT
좋은 질문·답변 예시를 보고 따라 하기
질문 + 바람직한 답변
형식·내용·거절 예시
시범 답변의 토큰 확률을 높임
“아산 소상공인 지원제도를 공식 출처와 함께 알려줘.”
좋은 시범“사업명·대상·신청 기간을 표로 정리하고, 각 항목에 공식 링크를 붙입니다.”
2단계 · 선호 데이터
여러 답변 가운데 더 나은 것을 고름
근거 없이 단정하고 출처가 없음
모르는 부분을 밝히고 공식 자료를 구분
장황하지만 질문의 핵심을 놓침
사람의 선호는 절대적 진리가 아니라 표본·지침·평가자의 영향을 받는 데이터
3단계 · RLHF
사람의 비교를 보상 신호로 바꿈
SFT 모델
시범 답변으로 출발
답변 비교
사람이 선호 순위를 매김
보상 모델
선호 점수를 예측
정책 최적화
높은 보상을 받는 답변을 늘림
비교 데이터·평가 기준·보상 모델에 사람의 판단이 들어감
사례 · InstructGPT
작아도 사용자의 의도에 더 잘 맞을 수 있음
- 해당 연구의 프롬프트 분포와 사람 평가에서 1.3B InstructGPT 출력이 175B GPT-3보다 선호
- 크기보다 후학습이 실제 사용 경험에 큰 영향을 줄 수 있음을 보여 준 사례
- 모든 과제에서 작은 모델이 더 우수하다는 일반 법칙은 아님
DPO
보상 모델과 PPO를 거치지 않고 선호를 직접 학습
강력하지만 복잡하고 불안정할 수 있음
단순한 분류 손실로 표준 RLHF 문제를 최적화
사례 · DeepSeek-R1
추론 행동을 강화학습으로 밀어 올림
대규모 RL
지도 예시 없이 검증 가능한 과제의 보상으로 추론 행동 탐색
성과와 함께 가독성 저하·언어 혼합 문제콜드 스타트 + 다단계 학습
초기 예시와 여러 학습 단계를 넣어 읽기 쉬움·일반 능력을 보완
2025 발표 · 2026 개정 기술보고서후학습은 ‘말투 정리’만이 아니라 문제 푸는 행동 자체를 바꿈
DeepSeek-R1 기술보고서후학습의 대가
더 도움 되는 답과 새로운 실패 유형
아첨
사용자의 틀린 전제를 맞다고 받아들임
보상 해킹
평가 점수를 높이는 지름길을 찾음
과잉 거절
안전 기준을 넓게 적용해 정상 요청도 막음
말투 획일화
그럴듯한 형식이 실제 내용보다 앞섬
평가자 편향
특정 문화·표현·관점을 좋은 답으로 학습
추론 비용
생각 토큰이 늘며 지연과 비용 증가
정렬은 한 번 끝나는 작업이 아니라 목표·평가·운영을 계속 맞추는 과정
6부 · 환각
그럴듯한 오류는 어디에서 시작되는가
드물거나 충돌하거나 오래된 정보
진위보다 다음 토큰 가능성
모른다는 상태를 직접 표시하지 않음
도움 되는 답을 하라는 압력
보류보다 추측이 점수를 얻는 구조
환각은 ‘고장 난 검색’이 아니라 생성 모델의 목표와 운영 조건이 만나는 결과
OpenAI · 2025 연구환각의 유형
틀림을 한 종류로 묶지 않기
사실 오류
존재하지 않는 날짜·인물·수치
출처 조작
없는 논문·법령·링크를 만들어 냄
문맥 충돌
첨부 문서와 다른 내용을 단정
추론 비약
중간 단계가 성립하지 않는데 결론 도출
시점 오류
오래된 정보를 현재 사실처럼 제시
행동 오류
실행하지 않은 예약·전송을 했다고 말함
판단 실험
정보가 없을 때 어떤 답이 더 나은가
“대연산업정책연구소가 2027년에 수행한 AI 실증사업의 예산은?”
2025 연구 · 정답률의 함정
정답률이 비슷해도 오답률은 크게 다름
- OpenAI가 SimpleQA 예시로 제시한 두 모델의 응답 분해 · 하나의 평가 사례로 해석
정답률 · 맞힌 비율
오답률 · 틀린 답을 한 비율
보류율 · 구체 답을 내지 않은 비율
최신 해석 연구 · 2025
모델 안의 계산 경로를 추적하는 ‘현미경’

회로 추적
- 토큰 입력에서 출력까지 활성화된 특징을 연결
- 언어·운율·계산·다단계 추론·환각 사례를 분석
- 단순한 어텐션 가중치보다 내부 계산의 일부를 더 깊게 추적
한계 · 짧은 프롬프트에서도 전체 계산의 일부만 포착하며 해석에 사람의 시간이 많이 필요
Anthropic 연구에서 본 세 장면
다음 토큰 예측만으로 설명하기 어려운 내부 행동

언어를 넘는 개념
영어·프랑스어·중국어에서 일부 공통 개념 특징 관찰

미리 계획하는 운율
시의 끝말 후보를 먼저 세우고 그쪽으로 문장을 전개

‘알고 있다’ 회로의 오작동
이름을 안다는 신호가 ‘모른다’는 기본 반응을 잘못 억제
Claude 3.5 Haiku의 제한된 과제에서 관찰한 연구 결과 · 모든 LLM에 그대로 일반화하지 않음
운영 사례 · Air Canada
챗봇의 잘못된 안내도 회사의 안내

유족 운임 환불 안내 오류
- 고객이 챗봇의 안내에 따라 일반 운임을 구매
- 실제 정책과 다른 사후 환불 조건을 안내
- Air Canada는 챗봇을 별도 행위자처럼 볼 수 없다는 판단
- 핵심 · 배포한 조직이 웹사이트의 정보에 책임
주의 · 이 사건의 챗봇을 최신 생성형 LLM과 동일하다고 단정하지 않음
운영 사례 · Deloitte Australia
AI를 썼다는 사실과 오류의 원인은 구분

보고서의 정보·각주 정확성 우려
- 정부 보고서의 정보 진위와 각주 참고문헌에 대한 우려가 제기
- 프로젝트 과정에서 생성형 AI 도구 체인 사용을 사전에 논의·승인
- 공개 서신은 정확성 우려와 AI 사용 절차를 함께 확인
- 핵심 · AI 사용 자체보다 검증·기록·책임선이 운영 품질을 결정
확인 원칙 · 공개 자료만으로 특정 오류가 AI 때문에 생겼다고 단정하지 않음
보호 장치
환각을 ‘모델 하나’에 맡기지 않기
고위험 판단·외부 발송·결제 전 확인
조회와 변경 권한을 분리
원문 링크·인용 위치·시점 제시
계산기·DB·공식 API로 사실 조회
업무 문서에서 관련 근거를 찾아 입력
근거가 없으면 모른다고 말하고 추가 정보 요청
중요한 것은 환각을 0으로 약속하는 것이 아니라 오류가 행동으로 번지는 길을 끊는 것
원리에서 사업 판단으로
기술 용어를 의사결정 질문으로 바꾸기
상황 실습
업무에 맞는 보호 구조 고르기
다음 주에는 같은 업무를 좋은 프롬프트로 구체화
핵심 점검
여섯 문장, 그렇다 / 아니다
토큰은 언제나 한 단어와 같다.
임베딩에서 가까운 문장은 사실도 같다고 볼 수 있다.
GPT 계열의 생성은 앞에서 만든 토큰을 보며 순차적으로 진행한다.
같은 연산 예산이라면 모델만 크게 만드는 것이 최선이다.
RLHF를 거치면 환각이 완전히 사라진다.
중요한 업무는 정답률뿐 아니라 오답률과 보류율도 함께 봐야 한다.
WEEK 02 · 정리
언어는 토큰으로
문맥은 관계로
답변은 확률로 생성
토큰·임베딩이 언어를 숫자로 바꿈
어텐션·다층 변환이 문맥을 갱신
규모와 후학습이 능력·행동을 바꿈
환각은 평가·운영 구조로 줄여야 함
다음 주