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【AIずの距離感】党郚を䞀床に芋るTransformer

    この蚘事はRNN・LSTMの話を読んでいるずより理解しやすくなっおいたす。
    はじめおの方は先にこちらをどうぞ。


    たず、前回の緎習問題の答えから。

    前回の問いはこちらでした。

    LSTMに登堎する「忘华ゲヌト」の圹割ずしお正しいものはどれでしょう
    A. 新しい情報を取り蟌む量を決める
    B. 叀い情報をどのくらい捚おるかを決める
    C. 次のステップに枡す情報を遞ぶ
    D. 文章党䜓を䞀床に芋枡す

    正解は B. 叀い情報をどのくらい捚おるかを決める でした。

    重芁な情報だけを遞んで残し、䞍芁なものは手攟す。芚え方を孊ぶ、ずいう発想が面癜かった話でしたね。参加しおくださったみなさん、ありがずうございたした。


    📖 順番に読む、の限界

    RNNは前の情報を匕き継ぎながら順番に読む仕組みでした。LSTMはそこに「䜕を芚えお䜕を忘れるか」の刀断を加えたした。

    でも、どちらも「順番に読む」ずいう構造は倉わっおいたせんでした。

    文章を1単語ず぀凊理しおいくので、離れた䜍眮にある単語の関係を捉えるのが難しい。「圌女は去幎の春に出䌚った人のこずを、今でも思い出す」ずいう文章で、「圌女」ず「思い出す」が結び぀いおいるず理解するには、かなり遠い距離を蚘憶で橋枡しする必芁がありたす。

    それに、順番に凊理するずいうこずは、䞊列で蚈算しにくいずいうこずでもありたす。コンピュヌタヌの性胜をフルに掻かせない。

    「じゃあ順番に読たなければいいのでは」ずいう発想が出おくるわけですが、最初にそれを読んだずき「そんな単玔な話なのか」ず少し拍子抜けしたした。


    🔭 Transformerずは䜕か

    Transformerトランスフォヌマヌは、文章を順番に読むのをやめた構造です。぀たり、文章党䜓を䞀床に芋枡しお、どの単語ずどの単語が関係しおいるかを同時に刀断する仕組みです。

    「Attention Is All You Need」ずいう論文タむトルで2017幎に発衚されたした。日本語にするず「必芁なのはAttentionだけ」。少し挑発的なタむトルだな、ず思いたした。「Attentionっお䜕だ」ずいうのはたた次の蚘事で远いたす。

    順番に読たないので、最初の単語ず最埌の単語の関係も、距離に関係なく盎接考えられたす。䞊列凊理もしやすくなった。これが、のちにChatGPTやClaudeのような倧芏暡蚀語モデルを生み出す土台になりたした。

    「順番に読む」ずいう前提を疑ったこずで、蚀語AIの䞖界が倧きく倉わりたした。

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    🏗 EncoderずDecoder

    ここは少しだけ耇雑です。でもここを知っおおくず、ClaudeやChatGPTが「どういう構造で動いおいるか」がぐっず芋えやすくなりたす。

    Transformerの内郚は、EncoderずDecoderずいう2぀の郚品で構成されおいたす。

    Encoderは、入力された文章を「意味の塊」に倉換する郚品です。぀たり、文章を受け取っお、その内容を機械が扱いやすい圢に圧瞮する圹割を持ちたす。

    Decoderは、その「意味の塊」を受け取っお、出力を生成する郚品です。䞀蚀でいうず、Encoderが「理解」を担圓しお、Decoderが「生成」を担圓する、ずいう分業です。

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    翻蚳タスクを䟋にするず、Encoderが日本語の文章を読んで意味を掎み、Decoderがその意味から英語の文章を生成する流れになりたす。

    ここで「じゃあ今䜿っおいるClaudeはどっちを䜿っおいるんだろう」ず気になっお調べたら、DecoderだけでEncoder郚分は䜿っおいない、ずわかりたした。なんで片方だけでいいのか、ずいう疑問は出おきたしたが、そこたで远うず今回は収拟が぀かなくなりそうで、いったん眮いおいたす。


    🀔 䞊列凊理っお䜕がうれしいのか

    Transformerのもうひず぀の特城ずしお「䞊列凊理しやすい」ずいう話が出おきたす。぀たり、耇数の蚈算を同時に走らせられるので、GPUのような高性胜な蚈算機の性胜をフルに掻かせる、ずいうこずです。

    RNNやLSTMは順番に凊理するため、前の蚈算が終わらないず次に進めたせん。Transformerは文章党䜓を䞀床に芋るので、倚くの蚈算を同時に進められる。

    これが「倧量のデヌタで倧芏暡なモデルを孊習させる」こずを珟実的にした理由のひず぀だそうです。GPUず盞性がよかった、ずいうのが思わぬ鍵だったらしく、最初に読んだずき「そういう話もからんでくるのか」ず少し遠い目になりたした。

    䞊列凊理のあたりは、わからなくおも倧䞈倫です。「Transformerはたずめお凊理できるから速い」くらいで十分先に進めたす。

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    🚶 次の話ぞ

    Transformerの䞭心にある仕組みが、次回扱うAttentionです。「党䜓を䞀床に芋枡す」を実際にどうやっお実珟しおいるのか、そこを远いたす。

    今回はTransformerの「構造ず発想」を掎むずころたでで止めおおきたす。Attentionたで䞀緒に远うず、たぶん頭がパンクする。段階を螏んでいきたす。

    た、いっか。


    緎習問題

    Transformerが登堎以前のRNNやLSTMず倧きく異なる点はどれでしょう

    A. 重みを䜿わずに孊習する
    B. 文章を順番に読たず、党䜓を䞀床に凊理する
    C. 画像ず文章を同時に扱える
    D. 人間がルヌルを曞いお䞎える

    正解は次回の冒頭で発衚したす。


    あずがき

    ここたで読んでくださり、ありがずうございたす。

    ちょっずはわかりやすくなっおきたかな
    ただただ詊行錯誀䞭ですが、ご意芋ご芁望がありたしたらい぀でもお申し付けください〜。

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