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LangChain: FewShotPromptTemplate + ExampleSelector

앞에서 LangChainPromptTemplate과 ChatPromptTemplate에 대해 살펴봤습니다. 좋은 프롬프트를 만드는 방법 중 하나가 예시(one-shot, few-shot)를 주는 것이었죠? 이번에는 예시를 포함한 프롬프트를 만들기 위한 FewShotPromptTemplate에 대해 살펴보겠습니다. 먼저 사용할 예시들을 보겠습니다.

Few-shot 예시 리스트

examples = [
    {
        "question":"선희는 빨강색을 좋아하고 영호는 노란색을 좋아한다.",
        "answer":'"선희":"빨강색", "영호":"노란색"'
    },
    {
        "question":"영철이는 탕수육을 좋아하고, 숙희는 깐풍기를 좋아한다.",
        "answer":'"영철":"탕수육","숙희":"깐풍기"'
    },
    {
        "question":"한주는 국어를 좋아하고 영수는 수학을 좋아한다.",
        "answer":'"한주":"국어", "영수":"수학"'
    },
    {
        "question":"민지는 에너지자원공학과이고 민석이는 국어국문학과이다.",
        "answer":'"민지":"에너지자원공학과","민석":"국어국문학과"'
    },
    {
        "question":"남주는 부산에 살고, 남식이는 서울에 산다.",
        "answer":'"남주":"부산", "남식":"서울"'
    }
]

위의 예시는 문장을 입력받아 사람:색깔, 사람:음식, 사람:과목, 사람:학과, 사람:도시 – 이런 형태로 바꿔주는 예시들입니다. 딕셔너리들의 리스트로 주어져있고, 프롬프트에 넣기 위해서는 문자열로 바꿔야겠죠? 문자열로 바꾸기 위해 PromptTemplate를 이용하겠습니다.

from langchain.prompts.prompt import PromptTemplate
example_prompt = PromptTemplate(
    input_variables=["question","answer"],
    template="Text: {question}\nParsed: {answer}"
)
print(example_prompt.format(**examples[0]))

### 출력
Text: 선희는 빨강색을 좋아하고 영호는 노란색을 좋아한다.
Parsed: "선희":"빨강색", "영호":"노란색"

확인을 위해 첫 번째 예시만 추출해서 Text와 Parsed를 앞에 붙이도록 포맷했습니다. 이제 예시를 포함한 실제 프롬프트를 만들어보겠습니다.

FewShotPromptTemplate

from langchain.prompts.few_shot import FewShotPromptTemplate

prompt = FewShotPromptTemplate(
    examples = examples,
    example_prompt = example_prompt,
    suffix = "Text: {input}\nParsed: ",
    input_variables = ["input"]
)

input_prompt = prompt.format(input="성훈이는 김치찌개를 좋아하고 소영이는 파스타를 좋아한다.")
print(input_prompt)

### 출력
Text: 선희는 빨강색을 좋아하고 영호는 노란색을 좋아한다.
Parsed: "선희":"빨강색", "영호":"노란색"

Text: 영철이는 탕수육을 좋아하고, 숙희는 깐풍기를 좋아한다.
Parsed: "영철":"탕수육","숙희":"깐풍기"

Text: 한주는 국어를 좋아하고 영수는 수학을 좋아한다.
Parsed: "한주":"국어", "영수":"수학"

Text: 민지는 에너지자원공학과이고 민석이는 국어국문학과이다.
Parsed: "민지":"에너지자원공학과","민석":"국어국문학과"

Text: 남주는 부산에 살고, 남식이는 서울에 산다.
Parsed: "남주":"부산", "남식":"서울"

Text: 성훈이는 김치찌개를 좋아하고 소영이는 파스타를 좋아한다.
Parsed: 

여기에 나온 프롬프트가 LLM에 전달할 메시지입니다. 전달해서 응답을 얻어봅시다.

from langchain.llms import OpenAI

llm = OpenAI(temperature=0.9)

response = llm.predict(input_prompt)
print(response)

### 결과
"성훈":"김치찌개", "소영":"파스타"

원하는 결과가 잘 나왔습니다. 그런데, 예시가 많다보니 토큰 사용량이 많아지고 따라서 API 사용료가 많이 나오겠네요. 최종 질문과 유사한 예시 한 두 개만 남겨도 같은 결과를 얻을 수 있지 않을까요? 이 때 쓰는게 ExampleSelector입니다.

ExampleSelector

여러 개의 예시들중 질문과 비슷한 것만 실제 프롬프트에 넣으면 토큰 소모량을 줄일 수 있습니다. API 사용료도 줄일 수 있지만, 토큰 제한도 있으니 토큰 소모량을 줄일 수 있다면 줄이는게 좋습니다. ExampleSelector에도 여러 종류가 있습니다.

  • BaseExampleSelector: 상속 받아 사용자 정의 ExampleSelector를 만들 수 있습니다.
  • LengthBasedExampleSelector: 지정 길이가 넘어가지 않도록 예시 개수를 조절합니다.
  • MaxMarginalRelevanceExampleSelector: Maximal Marginal Relevance (MMR)을 이용해 질문과 가까우면서도 다양한 예시를 선택합니다.
  • SemanticSimilarityExampleSelector: 벡터 임베딩의 코사인 유사도를 이용해 질문과 의미가 가까운 예시를 추출합니다.
  • NGramOverlapExampleSelector: n-gram overlap score를 이용해 질문과 가까운 예시를 추출합니다.

SemanticSimilarityExampleSelector를 사용해보겠습니다. 벡터 임베딩을 이용하기 때문에 임베딩 모델도 필요하고 임베딩 벡터를 저장하기 위한 벡터 데이터베이스도 필요합니다. 임베딩은 OpenAIEmbedding, 벡터 데이터베이스는 ChromaDB를 사용하겠습니다.

from langchain.prompts.example_selector import SemanticSimilarityExampleSelector
from langchain.vectorstores import Chroma
from langchain.embeddings import OpenAIEmbeddings

example_selector = SemanticSimilarityExampleSelector.from_examples(
    examples,
    OpenAIEmbeddings(), # embedding
    Chroma, # VectorDB
    k=1, # number of examples
)

selected_examples = example_selector.select_examples(
    {"question": "성훈이는 김치찌개를 좋아하고 소영이는 파스타를 좋아한다."}
)

### 결과 selected_examples
[{'answer': '"영철":"탕수육","숙희":"깐풍기"',
  'question': '영철이는 탕수육을 좋아하고, 숙희는 깐풍기를 좋아한다.'}]

SemanticSimilarityExampleSelector에서 선택할 예시 개수를 한 개로 지정했습니다(k=1). 질문으로 "성훈이는 김치찌개를 좋아하고 소영이는 파스타를 좋아한다."를 넣었더니 음식이 들어간 예시를 선택했습니다!

FewShotPromptTemplate + ExampleSelector

이제 FewShotPromptTemplate과 ExampleSelector를 함께 사용해봅시다.

prompt = FewShotPromptTemplate(
    example_selector = example_selector,
    example_prompt = example_prompt,
    suffix = "Text: {input}\nParsed: ",
    input_variables = ["input"]
)

input_prompt = prompt.format(input="성훈이는 김치찌개를 좋아하고 소영이는 파스타를 좋아한다.")
print(input_prompt)

### 결과
Text: 영철이는 탕수육을 좋아하고, 숙희는 깐풍기를 좋아한다.
Parsed: "영철":"탕수육","숙희":"깐풍기"

Text: 성훈이는 김치찌개를 좋아하고 소영이는 파스타를 좋아한다.
Parsed: 

FewShotPromptTemplate의 인자에 examples 대신 example_selector를 사용했고, 질문과 유사한 예시를 포함한 프롬프트를 얻었습니다. 이번에는 다른 질문을 넣어볼까요?

input_prompt2 = prompt.format(input="영훈이는 영어를 좋아하고 수영이는 체육을 좋아한다.")
print(input_prompt2)

### 결과
Text: 한주는 국어를 좋아하고 영수는 수학을 좋아한다.
Parsed: "한주":"국어", "영수":"수학"

Text: 영훈이는 영어를 좋아하고 수영이는 체육을 좋아한다.
Parsed: 

질문과 가장 가까운 예시가 잘 선택된 것을 볼 수 있습니다. LLM에 위의 프롬프트를 전달해서 원하는 결과가 나오는지 보겠습니다.

response = llm.predict(input_prompt)
print(response) # 결과 - "성훈":"김치찌개","소영":"파스타"

response = llm.predict(input_prompt2)
print(response) # 결과 - "영훈":"영어", "수영":"체육"

각각 예시를 하나만 추출해서 One-shot learning을 수행했고, 원하는 결과가 잘 나왔습니다.

LangChain: Prompt Template으로 프롬프트 다루기

PromptTemplate

LangChain의 프롬프트 템플릿은 LLMs에 메시지를 전달하기 전에 문장 구성을 편리하게 만들어주는 기능입니다. 코드를 보겠습니다.

from langchain.prompts import PromptTemplate

prompt = PromptTemplate.from_template("부산에 대해 알려줘.")
prompt.format() # 결과: "부산에 대해 알려줘."

이게 다라면 그냥 문자열을 쓰는게 더 간편하겠죠? 포맷 기능을 봅시다.

from langchain.prompts import PromptTemplate

prompt = PromptTemplate.from_template("{city}에 대해 알려줘.")
prompt.format(city="부산") # 결과: "부산에 대해 알려줘."

# 다른 방법
prompt = PromptTemplate(input_variables=["city"],
                        template="{city}에 대해 알려줘.")
prompt.format(city="부산") # 결과: "부산에 대해 알려줘."

사실 위의 포맷 기능도 파이썬 기본 문자열에서 지원하는 기능입니다. 그럼에도 불구하고 프롬프트 템플릿을 사용하면 코드 가독성, 일관성과 재사용성이 좋아지고, 에러를 방지할 수 있습니다.

ChatPromptTemplate

앞에서 본 PromptTemplate은 기본적으로 문장 완성 모델(Completion model: llms)을 위한 템플릿입니다. 챗모델(Chat completion model: chat_models)을 위한 템플릿은 ChatPromptTemplate입니다.

from langchain.prompts import (
    ChatPromptTemplate,
    SystemMessagePromptTemplate,
    HumanMessagePromptTemplate,
)

system_message_prompt = SystemMessagePromptTemplate.from_template(
    "당신은 {input_language}를 {output_language}로 번역하는 전문 번역가입니다."
)

human_message_prompt = HumanMessagePromptTemplate.from_template("{text}")

chat_prompt = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [system_message_prompt, human_message_prompt]
)

chat_prompt.format_messages(input_language="영어", output_language="한국어", text="I love programming.")

### 결과
[SystemMessage(content='당신은 영어를 한국어로 번역하는 전문 번역가입니다.', additional_kwargs={}),
 HumanMessage(content='I love programming.', additional_kwargs={}, example=False)]

SystemMessagePromptTemplate과 HumanMessagePromptTemplate은 각각 시스템 메시지와 사용자 메시지를 만드는 템플릿입니다. ChatPromptTemplate은 위 코드에서와 같이 메시지들의 리스트를 입력으로 받습니다. 포맷할 때도 format_messages를 사용하는데, 시스템 메시지의 변수인 input_languageoutput_language, 사용자 메시지의 변수인 text를 모두 치환할 수 있습니다. 위 코드는 아래와 같이 쓸 수도 있습니다.

from langchain.prompts import ChatPromptTemplate

chat_prompt = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [("system","당신은 {input_language}를 {output_language}로 번역하는 전문 번역가입니다."),
     ("human","{text}")]
)

chat_prompt.format_messages(input_language="영어", output_language="한국어", text="I love programming.")

시스템 메시지와 사용자 메시지를 (type, content) 튜플로 만들어서 입력했습니다. 앞에서는 MessagePromptTemplate를 사용했었죠. 그래도 결과는 동일합니다. 치환이 필요 없는 경우 BaseMessage 객체(아래에서 SystemMessage)를 사용하는 것도 가능합니다.

from langchain.prompts import ChatPromptTemplate
from langchain.prompts.chat import SystemMessage, HumanMessagePromptTemplate

template = ChatPromptTemplate.from_messages(
    [
        SystemMessage(content="당신은 영어를 한국어로 번역하는 전문 번역가입니다."),
        HumanMessagePromptTemplate.from_template("{text}")
    ]
)

from langchain.chat_models import ChatOpenAI

llm = ChatOpenAI()
llm(template.format_messages(text='I love programming.'))

### 결과
AIMessage(content='나는 프로그래밍을 사랑합니다.', additional_kwargs={}, example=False)

참고로, 위 코드들에서 ChatPromptTemplate, SystemMessagePromptTemplate, HumanMessagePromptTemplate은 langchain.prompts 또는 langchain.prompts.chat 모듈에서 import 가능합니다. 반면에 SystemMessage는 langchain.prompts.chat 모듈에서 import 해야 합니다.

기타 프롬프트 템플릿, 메시지 프롬프트 템플릿과 메시지 클래스

위에서 다룬 프롬프트 템플릿 외에도 예제를 제시하기 위한 FewShotPromptTemplate, FewShotChatMessagePromptTemplate이 있고, 여러 개의 예제들 중 몇 개를 추출해서 넣을 수 있는 ExampleSelector들도 있습니다. StringPromptTemplate을 이용해 사용자 정의 프롬프트 템플릿을 만들 수도 있습니다.

MessagePromptTemplate에는 HumanMessagePromptTemplate 외에도 SystemMessagePromptTemplate과 AIMessagePromptTemplate이 있습니다. 다른 role을 지정하고 싶으면 ChatMessagePromptTemplate를 사용하면 됩니다.

BaseMessage에는 SystemMessage 외에도 HumanMessage, AIMessage, FunctionMessage도 있습니다.

LangChain: llms vs. chat_models

랭체인 LangChain

LangChain은 다양한 LLM들을 공통된 인터페이스로 사용할 수 있도록 만든 파이썬/자바스크립트 패키지입니다. LLM 뿐 아니라 프롬프트 템플릿, 출력 파서, 외부 API 호출 기능도 지원하고, 각각의 기능들을 연결(chain)하는 기능도 제공합니다.

각 기능들의 이름은 다음과 같습니다.

  • LLM (Wrappers): 다양한 LLM의 표준 인터페이스를 제공합니다.
  • Prompt Templates: LLM에게 전달할 메시지를 구성하기 쉽게 만들어줍니다.
  • Output Parsers: LLM의 응답을 사용하기 쉽게 변환해줍니다.
  • Indexes: LLM 응답 품질 향상을 위해 외부 정보를 가지고 올 때 사용합니다.
  • LLMChain: 위의 구성 요소들을 연결합니다.

설치는 다음과 같이 합니다.

pip install langchain

간단한 코드를 봅시다. OPENAI_API_KEY라는 환경변수가 지정된 상태입니다.

from langchain.llms import OpenAI

llm = OpenAI(temperature=0.9)
response = llm.predict("이순신은 누구지?")

LLMs, ChatModels

LLM에는 두 가지 유형이 있습니다.

  • LLMs: 문자열(하나의 메시지)을 입력받아 문자열을 반환하는 LLM
  • ChatModels: 메시지 리스트를 입력받아 문자열을 반환하는 LLM

앞에서 봤던 코드에서는 llms를 이용했죠? chat_models도 사용할 수 있습니다.

from langchain.chat_models import ChatOpenAI

chat_model = ChatOpenAI()
response = chat_model.predict("이순신은 누구지?")

앞의 코드랑 다를게 없네요. 같다면 llms와 chat_models를 따로 만들 이유가 없겠죠? 앞에서 LLM을 호출하기 위해 predict를 사용했는데, LLMs와 ChatModels 모두 두 가지 메서드가 있습니다.

  • predict: 문자열을 입력받아 문자열을 반환합니다.
  • predict_messages: 메시지 리스트를 입력받아 하나의 메시지를 반환합니다.

predict_messages를 사용한 코드입니다.

from langchain.schema import HumanMessage

messages = [HumanMessage(content="이순신은 누구지?")]

llm.predict_messages(messages)
chat_model.predict_messages(messages)

ChatModels의 입력인 ChatMessages에는 두 가지 필수 구성 요소가 있는데, OpenAI API에서 봤던 role과 content입니다. OpenAI API에서 role에는 “user”, “assistant”, “system”, “function“이 올 수 있었는데, LangChain에는 이에 해당하는 객체들이 있습니다.

  • HumanMessage: 사용자가 입력한 ChatMessage
  • AIMessage: LLM 응답
  • SystemMessage: 시스템 메시지
  • FunctionMessage: 함수 호출 결과 메시지

이 외에 사용자가 역할을 별도로 지정할 수 있는 ChatMessage 클래스도 있습니다.

predict vs. predict_messages

잠깐, 앞에서 LLMs는 문자열을 입력받아 문자열을 반환한다고 했는데, predict_messages 메소드를 가지고 있고 이 메소드는 메시지 리스트를 입력받는다고요? ChatModels는 메시지 리스트를 입력받는다고 했는데, 문자열을 입력받는 predict 메소드가 있다고요? 네 그렇습니다. 작동은 다음과 같습니다.

  • llm.predict, chat_model.predict: 문자열을 입력받아 문자열 반환. chat_model의 경우 문자열을 입력받으면 하나의 메시지만 있는 리스트를 입력받은 것과 유사합니다.
  • llm.predict_messages: 메시지의 리스트를 입력받는데, 리스트의 각 원소별로 LLM의 응답을 구합니다. 리스트의 메시지들은 서로 관련 없는 별개의 메시지가 됩니다.
  • chat_model.predict_messages: 메시지의 리스트를 입력받는데, 리스트의 원소들은 연속된 대화로 인식됩니다.

따라서 일반적으로 llm.predict 또는 chat_model.predict_messages를 사용하는 것이 좋습니다. 이 때 predict는 문자열을 반환하지만 predict_messages는 AIMessage 객체를 반환합니다. 응답은 객체의 content 속성에 저장됩니다.

다음 글에서는 프롬프트 템플릿에 대해 알아보겠습니다.

OpenAI 임베딩과 벡터 거리

OpenAI 임베딩 모델

OpenAI API를 이용해 문자열을 임베딩 벡터로 변환해보겠습니다. 임베딩 모델에 몇 가지가 있지만 그 중 OpenAI에서 권장하는 text-embedding-ada-002 모델을 사용하면 됩니다. 모델 정보는 아래 표에 정리했습니다.

토크나이저cl100k_base
최대 입력 토큰수8192
출력 벡터 차원1536
API 사용료$0.0001/1K tokens
text-embedding-ada-002 모델

파이썬 API

임베딩 계산을 위한 파이썬 코드는 다음과 같습니다.

import os
import openai
openai.api_key = os.getenv("OPENAI_API_KEY")

text = "I love Python!"

response = openai.Embedding.create(
    input = text,
    model = "text-embedding-ada-002"
)

결과로 나오는 response는 다음과 같습니다.

{
  "object": "list",
  "data": [
    {
      "object": "embedding",
      "index": 0,
      "embedding": [
        -0.0078111737966537476,
        -0.01599879004061222,
        -0.0008188456413336098,
        -0.03275046497583389,
        -0.01546101551502943,
        ...
        0.027292054146528244,
        -0.0034115067683160305,
        -0.005542438011616468,
        -0.006056685000658035,
        -0.03979530930519104
      ]
    }
  ],
  "model": "text-embedding-ada-002-v2",
  "usage": {
    "prompt_tokens": 4,
    "total_tokens": 4
  }
}

결과 임베딩 벡터는 1536차원이기 때문에 중간은 생략했습니다. response에서 임베딩 벡터만 추출하려면 다음과 같이 합니다.

embeddings = response['data'][0]['embedding']

벡터 거리와 의미 검색

텍스트를 임베딩 벡터로 변환하면 벡터들 사이의 거리를 계산할 수 있게 됩니다. 두 임베딩 벡터의 거리가 가까우면 의미가 유사한 텍스트, 벡터의 거리가 멀먼 관련 없는 텍스트라고 할 수 있습니다. 따라서 텍스트 사이에 일치하는 단어가 없더라도 벡터 거리를 이용해 관련된 텍스트를 찾아낼 수 있죠. 의미 검색(Semantic Search)에서 사용하는 방법입니다.

코사인 유사도와 코사인 거리

벡터 사이의 거리를 계산하는 방법에는 여러 가지가 있는데, LLM에서 많이 사용하는 방법은 코사인 유사도(Cosine Similarity)를 이용하는 방법입니다.

S_C \left(\mathbf{A}, \mathbf{B} \right) = \frac{\mathbf{A} \cdot \mathbf{B}}{\lVert\mathbf{A}\rVert \lVert \mathbf{B} \rVert}

코사인 유사도는 두 벡터가 가까우면 1, 멀면 0이 됩니다. 거리를 재려면 가까운게 0, 먼게 1이 되도록 하는게 좋겠죠? 코사인 거리(Cosine Distance)는 다음과 같이 계산합니다.

D_C \left( \mathbf{A},\mathbf{B}  \right) = 1- S_C \left( \mathbf{A},\mathbf{B}  \right)

예제

I love Python!“에서 한 단어씩만 바꾼 문장을 몇 개 만들어서 임베딩 벡터를 만들고, 원래 문장의 임베딩 벡터와 코사인 거리를 계산해보겠습니다. 사용할 문장들입니다.

  • I love Python (느낌표 삭제)
  • I like Python!
  • I hate Python!
  • I love JavaScript!
  • I love you!

다음은 테스트에 사용한 함수들입니다. 먼저 임베딩 벡터를 한 번에 얻는 get_embedding 함수를 만들고 코사인 유사도와 코사인 거리를 계산하는 함수를 만들었습니다.

import numpy as np
from numpy.linalg import norm

def get_embedding(text):
    response = openai.Embedding.create(
        input=text,
        model="text-embedding-ada-002"
    )
    return np.array(response['data'][0]['embedding'])

def cosine_similarity(a,b):
    return np.dot(a,b) / (norm(a)*norm(b))

def cosine_dist(a,b):
    return 1-cosine_similarity(a,b)

테스트 코드입니다.

text_org = "I love Python!"
texts = ["I love Python",
        "I like Python!",
        "I hate Python!",
        "I love JavaScript!",
        "I love you!"]

# 임베딩 벡터 구하기
emb_org = get_embedding(text_org)
emb_comp = [get_embedding(t) for t in texts]

# 코사인 거리 계산
dist = [cosine_dist(emb_org, emb) for emb in emb_comp]

# 결과 출력
for t,d in zip(texts,dist):
    print(f"{d:.4f}: {t}")

다음은 출력된 결과입니다.

0.0235: I love Python
0.0164: I like Python!
0.0790: I hate Python!
0.0888: I love JavaScript!
0.1631: I love you!

결과를 관찰해 봅시다. 숫자는 옆에 있는 문장이 기준 문장 “I love Python!“과 얼마나 가까운 문장인지 나타냅니다. 값이 작을수록 의미가 더 가깝죠.

  • “I like Python!”이 “I love Python”보다 더 가깝습니다. love/like 차이보다 느낌표 유무의 차이가 더 크네요!
  • hate는 당연히 like에 비해 love로부터의 거리가 멀죠.
  • 하지만 “I hate Python!”은 “I love JavaScript!” 보다는 가깝습니다. 좋던 싫던(정반대의 의미지만) 파이썬 선호도를 나타낸 문장들끼리는 JavaScript 선호도를 나타낸 문장보다 의미가 가깝네요.
  • JavaScript가 Python은 아니지만 둘 다 프로그래밍 언어이기 때문에 “I love JavaScript!”는 “I love you!” 보다 의미가 훨씬 가깝습니다.

이렇게 텍스트를 임베딩 벡터로 만들면 벡터 사이의 거리를 이용해 의미가 가까운 정도를 정량적으로 계산할 수 있습니다. 벡터 데이터베이스를 이용하면 데이터베이스에 저장해놓은 수많은 임베딩 벡터들 중 기준이 되는 문장(query)과 거리가 가까운 벡터들을 빠르게 추출할 수 있습니다.

OpenAI tiktoken을 이용한 토큰 수 계산하기

OpenAI API를 이용할 때 모델별로 최대 토큰 수가 정해져 있습니다. API를 호출하기 전에 토큰 수를 미리 알 수 있으면 좋겠죠? 파이썬에서 텍스트를 토큰으로 변환해주는 tiktoken 패키지를 이용하면 토큰 수를 알 수 있습니다.

tiktoken 설치

tiktoken은 pip를 이용해 설치할 수 있습니다.

pip install tiktoken

인코딩 방법(토크나이저) 결정

OpenAI에 여러 종류의 토크나이저들이 있기 때문에 토큰화하기 전에 먼저 토크나이저를 지정해줍니다. 지정 방법에는 두 가지가 있는데, 토크나이저 이름을 이용하는 방법과 LLM 이름을 이용하는 방법 중 하나를 선택해 사용합니다.

import tiktoken

# 토크나이저 이름을 이용하는 방법
encoder = tiktoken.get_encoding("cl100k_base")

# LLM 이름을 이용하는 방법
encoder = tiktoken.encoding_for_model("gpt-3.5-turbo")

인코딩

토크나이저를 정한 후에는 다음과 같이 텍스트를 인코딩(토큰화)할 수 있습니다.

text = "I love Python!"

result = encoder.encode(text)
print(result) # 결과: [40, 3021, 13325, 0]

토큰 번호로 결과가 출력되네요. 토큰의 길이를 알고 싶다면 토큰 리스트의 길이를 이용하면 됩니다.

len(result) # 결과: 4

디코딩

다시 텍스트로 변환하려면 decode를 사용합니다.

encoder.decode(result) # 결과: 'I love Python!'

처음 입력했던 텍스트가 반환되는 것을 볼 수 있습니다. 토큰별로 확인하고 싶다면 decode_single_token_bytes를 사용합니다.

[encoder.decode_single_token_bytes(token) for token in result]
# 결과: [b'I', b' love', b' Python', b'!']

위 결과에서 작은 따옴표 앞에 붙은 bbytes 자료형을 의미합니다.

한글 인코딩/디코딩

이번에는 한글을 토큰화해보겠습니다.

text2 = "나는 파이썬이 좋아요!"

result2 = encoder.encode(text2)
print(result2) 
# 결과: [61415, 16969, 56069, 13094, 168, 235, 105, 13094, 66799, 233, 54059, 36811, 0]

print(len(result2)) # 결과: 13

한글 문장과 영어 문장의 단어수는 같은데 한글의 토큰 수가 훨씬 많은 것을 볼 수 있습니다. 토큰 수가 많아지면 OpenAI API 사용료도 증가하게 됩니다. 디코딩 결과는 다음과 같습니다.

encoder.decode(result2) # '나는 파이썬이 좋아요!'

[encoding.decode_single_token_bytes(token) for token in result2]
# 결과: [b'\xeb\x82\x98', b'\xeb\x8a\x94', b' \xed\x8c\x8c', b'\xec\x9d\xb4', b'\xec', b'\x8d', b'\xac', b'\xec\x9d\xb4', b' \xec\xa2', b'\x8b', b'\xec\x95\x84', b'\xec\x9a\x94', b'!']

OpenAI API function_call 사용하기

OpenAI API를 이용할 때 ChatCompletion.create 함수에 functions라는 인자(argument)가 있습니다. LLM에게 사용할 수 있는 함수 정보를 알려줄 때 사용합니다. 이를 이용하면 LLM이 질문에 응답하기 위해 함수 호출이 필요할 경우 함수를 호출해달라는 출력(function_call)을 내놓습니다. 실제 호출은 파이썬 프로그램에서 하고 LLM은 어떤 함수를 어떤 인자들을 사용해 호출해야 하는지 알려주는 것이죠. 사용자는 함수 호출 결과를 기존 질문과 함께 다시 LLM에 전달하고 LLM은 결과를 바탕으로 질문에 응답합니다.

예제: Wikipedia 함수

먼저, LLM이 호출할 수 있는 함수를 하나 만들어보겠습니다. 검색 문자열을 받아 Wikipedia를 검색하고 첫 번째로 검색된 페이지의 내용을 반환하는 함수입니다. 페이지 내용은 다시 LLM에 보내 LLM이 답변하는데 참고할 수 있도록 합니다. 이를 위해 파이썬 wikipedia 패키지를 설치하겠습니다.

pip install wikipedia

패키지를 설치했으면 파이썬에서 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

import wikipedia
wikipedia.set_lang("en")
r = wikipedia.search("Large language model")
print(r)

## 출력 결과
['Large language model',
 'Language model',
 'BERT (language model)',
 'BLOOM (language model)',
 'LLaMA',
 'Prompt engineering',
 'Modeling language',
 'Generative pre-trained transformer',
 'Transformer (machine learning model)',
 'GPT-3']

한글 검색을 위해서는 언어를 한글로 바꾼 후 검색하면 됩니다.

wikipedia.set_lang("ko")
r = wikipedia.search("광안대교 정식 개통일")
print(r)

## 출력 결과
['광안대교',
 '수영강변대로',
 '남항대교',
 '인천대교',
 '해운대',
 '세토 대교',
 '만덕대로',
 '교량',
 '부산광역시',
 '남구 (부산광역시)']

위의 결과들을 보면, 검색 결과는 검색 관련 내용이 있는 Wikipedia 페이지 제목 10개입니다. 페이지의 내용은 다음과 같이 받아올 수 있습니다.

p = wikipedia.page(r[0])
print(p.content)

위의 내용을 종합해서 다음과 같은 함수를 만들었습니다. 검색 내용과 언어를 입력받으면 Wikipedia를 검색해서 가장 먼저 나오는 페이지의 내용을 반환하는 함수입니다.

def search_wikipedia(query, lang):
    wikipedia.set_lang(lang)
    r = wikipedia.search(query, results=1)
    p = wikipedia.page(r[0])
    return p.content

위 함수가 LLM에서 사용할 함수입니다.

입력: functions

함수 사용법을 LLM에게 알려줄 때는 아래와 같은 형식으로 알려줍니다.

functions = [
    {
        "name": "search_wikipedia",
        "description": "wikipedia 검색",
        "parameters": {
            "type":"object",
            "properties": {
                "query": {
                    "type": "string",
                    "description": "검색할 내용"
                },
                "lang": {
                    "type": "string",
                    "enum": ["en","ko"],
                    "description": "wikipedia 언어"
                }
            },
            "required": ["query","lang"]
        }
    }
]

여기서는 하나의 함수, 두 개의 인자를 사용했는데, 함수가 여러 개 있으면 functions 리스트에 같은형식으로 추가하면 됩니다. 함수 정의 부분을 살펴보면, name에 함수 이름이 들어가고, description 부분에 함수 설명이 들어갑니다. parameters – properties에 인자 설명이 들어가는데, 입력 자료형은 type으로 지정해주고, 설명은 description에 들어가게 됩니다. 선택 가능한 경우가 정해져 있으면 enum으로 지정해주면 됩니다. 필수 인자는 required로 지정해줍니다. 위 내용을 추가해서 OpenAI API를 호출해보겠습니다.

import os
import openai
openai.api_key = os.getenv("OPENAI_API_KEY")

messages = [{"role": "system", "content": "You are a helpful assistant."},
           {"role": "user", "content": "광안대교 정식 개통일이 언제야?"}]

response = openai.ChatCompletion.create(
    model="gpt-3.5-turbo",
    messages=messages,
    functions=functions
)

출력: function_call

광안대교 정식 개통일이 언제인지 질문했죠. 참고로, 제가 ChatGPT에게 같은 질문을 했을 때는 틀린 답을 내놓았습니다. LLM은 질문을 바탕으로 주어진 함수 호출이 필요한지 아닌지 판단합니다. 함수 호출이 필요하다면 response['choices'][0]['message'] 내에 function_call 항목이 생기고, 필요 없다면 이 항목이 생기지 않습니다. 따라서 함수를 실제로 호출할 것인지는 function_call이 존재하는지 여부로 판단할 수 있습니다. 위 코드의 실행 결과로 얻은 response는 다음과 같습니다.

# 생략
  "model": "gpt-3.5-turbo-0613",
  "choices": [
    {
      "index": 0,
      "message": {
        "role": "assistant",
        "content": null,
        "function_call": {
          "name": "search_wikipedia",
          "arguments": "{\n\"query\": \"\uad11\uc548\ub300\uad50 \uac1c\ud1b5\uc77c\",\n\"lang\": \"ko\"\n}"
        }
      },
      "finish_reason": "function_call"
    }
  ],
# 생략

function_call이 존재하고, 호출할 함수의 이름과 인자 정보가 있는 것을 알 수 있습니다. 참고로, query 부분이 알아보기 어렵게 나오는데, json 인코딩 때문에 그렇습니다. \n은 개행, \"는 큰 따옴표로 감싼 문자열 안에 큰 따옴표 문자를 넣기 위한 표시죠. print 해보면 한글이 제대로 나옵니다.

print(response["choices"][0]['message']["function_call"]["arguments"])

## 아래는 출력 결과
{
    "query": "광안대교 개통일",
    "lang": "ko"
}

실제 함수 호출

이 정보를 이용해 함수를 호출하고 그 결과를 다시 LLM에게 전달해주면 됩니다. 함수 호출을 위해서는 아래 함수를 이용하겠습니다.

import json

def execute_function_call(msg):
    function_name = msg["function_call"]["name"]
    args = json.loads(msg['function_call']["arguments"])
    if function_name == "search_wikipedia":
        results = search_wikipedia(**args)
        return results

response["choices"][0]['message']["function_call"]["arguments"]에 있는 인자는 문자열로 되어 있으므로 dictionary로 바꾸기 위해 json.loads를 이용했고, 읽어들인 argssearch_wikipedia함수의 keyword arguments로 넘겼습니다.

함수 호출 결과를 LLM에 전달하기

위 함수를 실행해 얻은 결과는 LLM에 보내는 messages에 추가한 후 OpenAI API를 다시 호출합니다. 이 때 role에는 function이 들어가고, 기존에 없던 name에 호출한 함수 이름, content에 함수의 결과가 들어갑니다.

msg = response["choices"][0]["message"]
content = execute_function_call(msg)
messages.append(
    {
        "role":"function",
        "name":"search_wikipedia",
        "content":content
    }
)

response = openai.ChatCompletion.create(
    model="gpt-3.5-turbo",
    messages=messages,
    functions=functions
)
print(response["choices"][0]["message"]["content"])

## 출력 결과
광안대교의 정식 개통일은 2003년 1월 6일입니다.

이제 맞는 답을 얻었습니다. 참고로, wikipedia 페이지 중에는 길이가 긴 것들도 있으므로 페이지 내용을 전달할 때 content를 모두 전달하면 token 수 제한에 걸릴 수 있습니다. functions에 들어가는 함수 설명은 system 메시지에 들어가 token 수를 차지하므로 너무 많은 함수를 넣으면 역시 token 수 제한에 걸릴 수 있습니다. Retrieval Augmented Generation에서처럼 페이지 내용을 임베딩 벡터로 만들고 벡터 검색을 이용해 질문과 관련된 내용만 추출하면 token 수를 줄일 수 있습니다.

ChatGPT 하이퍼파라미터

OpenAI의 GPT 모델들의 API 호출시 사용 가능한 하이퍼파라미터들이 있습니다. 하이퍼파라미터는 훈련되는 신경망 가중치가 아니라 사용자가 직접 입력하는 매개변수로, 모델의 응답에 영향을 미치게 됩니다. 주요 하이퍼파라미터들은 다음과 같습니다.

하이퍼파라미터기본값범위
temperature10.0~2.0
top-p10.0~1.0
max_tokensinf정수
frequency_penalty0-2.0~2.0
presence_penalty0-2.0~2.0
Hyperparameters

각 하이퍼파라미터를 통해 얻을 수 있는 결과를 살펴봅시다.

temperature

결과의 다양성과 예측 가능성을 조절합니다. 값이 클수록 더 무작위적인 응답(더 창의적인 응답)을 얻을 수 있습니다. 예측 가능하고 일관된 응답을 얻어야 할 경우에는 0에 가까운 값을 사용합니다. 보통 아래 나오는 top_p나 temperature 중 하나를 조정합니다.

top_p

단어 샘플링시 사용하는 확률 분포의 상위 부분을 의미합니다. 예를 들어, top_p=0.9라면 확률 분포 상위 90% 내에서만 단어를 샘플링합니다. 이렇게 되면 이상치를 제거하는 효과를 얻을 수 있겠죠. top_p=0.1이라면 상위 10% 내의 확률 분포 내에서만 단어를 샘플링하므로 좀 더 예측 가능한 결과를 얻을 수 있습니다.

max_tokens

답변의 최대 토큰 수를 제한할 때 사용합니다.

presence_penalty

0보다 큰 값을 사용할 경우 앞에서 나왔던 단어(토큰)가 또 나오는 것을 억제합니다. 즉, 새로운 내용을 이야기할 가능성이 높아집니다.

frequency_penalty

0보다 큰 값을 사용할 경우 특정 단어(토큰)의 출현 빈도가 높아지는 것을 억제합니다. 즉, 같은 말을 문자 그대로 반복하는 것을 막습니다.

예시

OpenAI Playground에서는 직접 API를 호출하지 않고도 위의 하이퍼파라미터들을 바꿔가며 테스트해볼 수 있습니다. ChatGPT에서도 메시지 입력시 아래와 같이 하이퍼파라미터를 입력하여 응답 결과를 조정할 수 있습니다.

예시: temperature=0.1

나는 대학생이야. 다음 괄호에 들어갈만한 장소를 10군데 적어줘. temperature=0.1

나는 내일 ( )에 갈 것이다. 
=====
주어진 문장에서 괄호에 들어갈 수 있는 장소를 10군데 제안해 드립니다:

나는 내일 (도서관)에 갈 것이다.
나는 내일 (학교)에 갈 것이다.
나는 내일 (카페)에 갈 것이다.
나는 내일 (식당)에 갈 것이다.
나는 내일 (공원)에 갈 것이다.
나는 내일 (영화관)에 갈 것이다.
나는 내일 (체육관)에 갈 것이다.
나는 내일 (박물관)에 갈 것이다.
나는 내일 (친구 집)에 갈 것이다.
나는 내일 (도시 쇼핑몰)에 갈 것이다.

예시: temperature=1.0

나는 대학생이야. 다음 괄호에 들어갈만한 장소를 10군데 적어줘. temperature=1.0

나는 내일 ( )에 갈 것이다. 
=====
온도 (temperature)가 높은 경우, 모델은 더 다양한 창조적인 답변을 생성할 수 있습니다. 다음은 온도가 높을 때 가능한 10개의 장소 예시입니다:

나는 내일 (자연휴양림)에 갈 것이다.
나는 내일 (물놀이공원)에 갈 것이다.
나는 내일 (미술갤러리)에 갈 것이다.
나는 내일 (음악 페스티벌)에 갈 것이다.
나는 내일 (카페트매장)에 갈 것이다.
나는 내일 (과학 박물관)에 갈 것이다.
나는 내일 (헬스 클럽)에 갈 것이다.
나는 내일 (해변)에 갈 것이다.
나는 내일 (캠핑장)에 갈 것이다.
나는 내일 (동물원)에 갈 것이다.
이것들은 더 다양한 장소를 나타내는 창조적인 예시입니다.

예시: top_p=0.1

나는 대학생이야. 다음 괄호에 들어갈만한 행동을 10가지 적어줘. top_p=0.1

나는 1시간 후 ( )을/를 할 것이다. 
=====
top_p (penalty) 값이 낮은 경우, 모델은 더 확실한 예상 답변에 가까운 답변을 생성합니다. 따라서 가능한 10가지 행동 예시는 다음과 같습니다:

나는 1시간 후 (공부)를 할 것이다.
나는 1시간 후 (운동)을 할 것이다.
나는 1시간 후 (음악 듣기)를 할 것이다.
나는 1시간 후 (친구와 만남)을 할 것이다.
나는 1시간 후 (요리)를 할 것이다.
나는 1시간 후 (영화 보기)를 할 것이다.
나는 1시간 후 (독서)를 할 것이다.
나는 1시간 후 (산책)을 할 것이다.
나는 1시간 후 (미술 활동)을 할 것이다.
나는 1시간 후 (봉사 활동)을 할 것이다.
이러한 답변은 top_p 값이 낮아 더 일반적이고 확실한 행동을 나타냅니다.

예시: top_p=1.0

나는 대학생이야. 다음 괄호에 들어갈만한 행동을 10가지 적어줘. top_p=1.0

나는 1시간 후 ( )을/를 할 것이다. 
=====
top_p (penalty) 값이 높은 경우, 모델은 더 다양하고 창조적인 답변을 생성할 수 있습니다. 따라서 가능한 10가지 행동 예시는 다음과 같습니다:

나는 1시간 후 (하늘을 바라볼 것이다).
나는 1시간 후 (별을 관찰할 것이다).
나는 1시간 후 (음악을 연주할 것이다).
나는 1시간 후 (그림을 그릴 것이다).
나는 1시간 후 (배낭을 싸고 여행을 떠날 것이다).
나는 1시간 후 (심리적인 독서를 할 것이다).
나는 1시간 후 (새로운 요리를 시도할 것이다).
나는 1시간 후 (사진을 찍으러 나갈 것이다).
나는 1시간 후 (봉사 활동을 할 것이다).
나는 1시간 후 (친구와 대화를 나눌 것이다).
이러한 답변은 top_p 값이 높아 더 창조적이고 다양한 행동을 나타냅니다.

프롬프트 엔지니어링: 좋은 프롬프트 작성하기

OpenAI 사이트에 소개된 챗GPT 프롬프트 엔지니어링 Best practices를 소개해드립니다.

1. 최신 모델 사용하기

현재 챗GPT 최신 모델은 gpt-3.5-turbo와 gpt-4입니다.

2. 앞부분에 Instruction 쓰고 ###, “”” 같은 기호를 이용해 Context와 분리하기

안 좋은 예

Summarize the text below as a bullet point list of the most important points.

{text input here}

좋은 예

Summarize the text below as a bullet point list of the most important points.

Text: """
{text input here}
"""

3. 구체적으로 쓰기, 자세히 설명하기(상황, 원하는 결과, 출력 형식, 길이, 스타일 등)

안 좋은 예

Write a poem about OpenAI.

좋은 예

Write a short inspiring poem about OpenAI, focusing on the recent DALL-E product launch (DALL-E is a text to image ML model) in the style of a {famous poet}

4. 출력 형식 자세히 알려주기

안 좋은 예

Extract the entities mentioned in the text below. Extract the following 4 entity types: company names, people names, specific topics and themes.

Text: {text}

좋은 예

Extract the important entities mentioned in the text below. First extract all company names, then extract all people names, then extract specific topics which fit the content and finally extract general overarching themes

Desired format:
Company names: <comma_separated_list_of_company_names>
People names: -||-
Specific topics: -||-
General themes: -||-

Text: {text}

5. Zero-shot으로 안 되면 few-shot, few-shot으로 안 되면 fine-tune

Zero-shot

Extract keywords from the below text.

Text: {text}

Keywords:

Few-shot

Extract keywords from the corresponding texts below.

Text 1: Stripe provides APIs that web developers can use to integrate payment processing into their websites and mobile applications.
Keywords 1: Stripe, payment processing, APIs, web developers, websites, mobile applications
##
Text 2: OpenAI has trained cutting-edge language models that are very good at understanding and generating text. Our API provides access to these models and can be used to solve virtually any task that involves processing language.
Keywords 2: OpenAI, language models, text processing, API.
##
Text 3: {text}
Keywords 3:

6. 애매모호한 설명 쓰지 않기

안 좋은 예

The description for this product should be fairly short, a few sentences only, and not too much more.

좋은 예

Use a 3 to 5 sentence paragraph to describe this product.

7. 하지 말라는 명령 대신 하라는 명령 사용하기

안 좋은 예

The following is a conversation between an Agent and a Customer. DO NOT ASK USERNAME OR PASSWORD. DO NOT REPEAT.

Customer: I can’t log in to my account.
Agent:

좋은 예

The following is a conversation between an Agent and a Customer. The agent will attempt to diagnose the problem and suggest a solution, whilst refraining from asking any questions related to PII. Instead of asking for PII, such as username or password, refer the user to the help article www.samplewebsite.com/help/faq

Customer: I can’t log in to my account.
Agent:

8. 코드 생성시 코드 시작 구문을 보여줘서 LLM이 해당 구문으로 시작하는 패턴을 따르도록 하기

안 좋은 예

# Write a simple python function that
# 1. Ask me for a number in mile
# 2. It converts miles to kilometers

좋은 예

# Write a simple python function that
# 1. Ask me for a number in mile
# 2. It converts miles to kilometers
 
import

기타

위 내용들 외에도 영어로 명령하기(보통 영어로 명령했을 때 더 좋은 결과가 나옵니다), 역할 부여하기, 자기 목적에 맞는 프롬프트를 여러 가지 실험해보기, 다른 사람의 좋은 프롬프트 보고 배우기 등의 방법이 있습니다.

좀 더 복잡한 문제 해결을 위한 Chain-of-Thought, Tree-of-Thought, Self-Consistency, ReAct 등의 프롬프팅 프레임워크도 계속 발표되고 있습니다.

ChatGPT API 사용하기

ChatGPT vs GPT

이해를 돕기 위해 제목에 ChatGPT라고 썼지만, 엄밀히 말하면 대화형 ChatGPT와 OpenAI API를 통해 사용하는 GPT 모델은 다른 모델입니다. 대화형 ChatGPT는 자연스러운 대화를 위해 GPT 모델을 별도로 훈련시킨 모델입니다. 특히, 이전 대화 내용을 기억하는 기능이 추가되어 있죠. API를 통해 이용하는 GPT 모델들은 대화의 맥락을 기억하는 기능이 없기 때문에 API를 이용해 대화를 이어가기 위해서는 사용자가 이전 대화의 내용을 입력으로 전달해야 합니다.

파이썬으로 API 사용하기

파이썬에서는 openai 패키지를 설치하면 OpenAI API를 쉽게 사용할 수 있습니다. 명령줄에서 다음을 실행합니다.

pip install openai

설치 후에는 openai 패키지를 import하고 API Key를 지정해줍니다. 아래 예제에서는 환경변수로 지정해놓은 API Key를 가지고 왔습니다.

import os
import openai
openai.api_key = os.getenv("OPENAI_API_KEY")

ChatCompletion

OpenAI 문서에 있는 예제를 보겠습니다. ChatCompletion.create를 이용해 LLM 모델을 사용할 수 있습니다.

response = openai.ChatCompletion.create(
    model="gpt-3.5-turbo",
    messages=[
        {"role": "system", "content": "You are a helpful assistant."},
        {"role": "user", "content": "Who won the world series in 2020?"},
        {"role": "assistant", "content": "The Los Angeles Dodgers won the World Series in 2020."},
        {"role": "user", "content": "Where was it played?"}
    ]
)

위 코드에서 model에는 OpenAI에서 제공하는 LLM 모델들 중 원하는 것을 적습니다. messages는 LLM에 전달할 입력입니다. 입력값을 보면 rolecontent로 이루어진 딕셔너리들의 배열임을 알 수 있습니다.

Role

role에는 “system”, “user”, “assistant” 중 하나가 오는데, “system”과 “user”는 사용자가 LLM에 요청하는 내용이고, “assistant”는 LLM의 응답입니다. 앞에서 API를 통해 사용하는 LLM은 이전 대화 내용을 기억하지 못한다고 했죠? 위 코드는 이전 대화를 기억할 수 있도록 전달하는 코드임을 알 수 있습니다. “system” 메시지는 LLM에게 대화 전체에 적용될 역할 등을 지정해주는 메시지로, 보통 대화 처음에 한 번 나오는데, 꼭 필요한 것은 아닙니다. 생략하면 “You are a helpful assistant.”라고 주는 것과 유사합니다. 이후에는 보통 “user”와 “assistant”가 번갈아 나옵니다.

위 예제에서는 modelmessages를 입력했는데, 이 두 항목은 필수로 입력해야 하고, 그 외에도 하이퍼파라미터들과 기타 여러 가지 항목들이 있습니다.

Response

결과는 다음과 같이 확인합니다. 여러분이 실행하면 결과가 약간씩 다르게 나올 수 있습니다. 아래 있는 제 실행 결과도 OpenAI 문서에 나온 결과와 단어 순서에 약간 차이가 있습니다.

print(response['choices'][0]['message']['content'])
# 실행 결과
# The World Series in 2020 was played at Globe Life Field in Arlington, Texas.

결과 확인하기가 좀 복잡하죠? response 전체를 출력해보면 다음과 같이 다른 정보들을 포함하고 있는 것을 알 수 있습니다. 사실 response는 chat completion 객체로, 세부 항목 설명은 여기에 있습니다.

{
  "id": "chatcmpl-7wi85qbDjFeDclPTjepMccfCbiWHa",
  "object": "chat.completion",
  "created": 1694227013,
  "model": "gpt-3.5-turbo-0613",
  "choices": [
    {
      "index": 0,
      "message": {
        "role": "assistant",
        "content": "The World Series in 2020 was played at Globe Life Field in Arlington, Texas."
      },
      "finish_reason": "stop"
    }
  ],
  "usage": {
    "prompt_tokens": 53,
    "completion_tokens": 18,
    "total_tokens": 71
  }
}

API를 이용한 대화

LLM을 한 번만 호출한다면 위와 같이 실행하면 되고, LLM과 대화를 이어가고 싶다면 반복문 내에서 이전 대화 내용을 누적해서 다음 입력으로 전달해주면 됩니다.

대화가 길어지면 입력 토큰 수가 크게 증가하겠죠? 비용도 문제지만, 토큰 수 제한에 걸릴 수도 있습니다.

그럴 경우 이전 대화 내용을 요약해서 전달하면 됩니다. 요약하는 것 역시 LLM을 이용하죠. 현재 대화와는 별도로 API를 호출하면서 이전 대화 내용을 전달하고 요약해달라고 하면 됩니다.

이 때 이전 대화 전체를 전달하며 요약할 수도 있고, 기존 요약된 내용에 새로운 대화를 추가해서 전달하며 요약할 수도 있습니다. 이전 대화 전체를 전달하면 과거 내용을 유지할 수 있지만 토큰이 많이 필요하고, 요약된 내용에 새로운 대화를 추가해서 요약하면 토큰 수를 줄일 수 있지만, 과거 대화 내용이 여러 번 요약되며 사라질 수 있습니다.

OpenAI API (GPT) 사용 준비

OpenAI에서는 다양한 서비스들을 API를 이용해 사용할 수 있도록 REST API를 제공하고 있습니다. 사용할 수 있는 모델들에는 GPT-3.5, GPT-4 외에도 DALL-E (그림 그리기), Whisper (음성 인식), Embeddings (텍스트 임베딩) 등이 있습니다. API를 사용하기 위해서는 OpenAI API 사이트에 회원 가입sk-로 시작하는 API Key를 받아야 합니다. API는 사용료가 있는데, 처음 가입하면 3개월간 쓸 수 있는 $5를 제공하므로, 여러 가지 테스트를 해볼 수 있습니다.

LLM 모델 – 성능, 가격, 토큰 수

LLM 모델은 gpt-3.5-turbo나 gpt-4를 사용하면 됩니다. 물론 gpt-4의 성능이 더 좋지만 비용이 더 비싸므로 gpt-3.5-turbo의 성능으로 충분한 경우에는 해당 모델을 사용하면 됩니다. 아래 표에 이 글을 작성하는 시점의 가격을 적었지만 앞으로 바뀔 수 있으므로 최신 가격은 OpenAI 사이트에서 확인하시기 바랍니다.

LLM 모델에는 입출력 토큰 수 제한이 있습니다. 토큰 수는 단어 수보다 많죠. 입력과 출력 토큰의 합계로 제한하는데, gpt-3.5-turbo 모델의 경우 4K, gpt-4의 경우 8K 토큰을 지원합니다. 더 많은 토큰이 필요한 경우에 사용할 수 있는 gpt-3.5-turbo-16kgpt-4-32k 모델도 있습니다. LLM 모델 정보는 여기에서 확인할 수 있습니다.

ModelMax TokensInput Price
(per 1K tokens)
Output Price
(per 1K tokens)
gpt-3.5-turbo4,097$0.0015$0.002
gpt-3.5-turbo-16k16,385$0.003$0.004
gpt-48,192$0.03$0.06
gpt-4-32k32,768$0.06$0.12
OpenAI LLM Models

참고로, gpt-3.5-turbo 모델의 경우 자신의 데이터를 이용해 Fine Tuning할 수 있습니다. 훈련 가격은 $0.008/1K, 입력 가격은 $0.012/1K, 출력 가격은 $0.016/1K로, 기본 gpt-3.5-turbo 모델보다 8배 비싸네요.

임베딩 모델

텍스트 임베딩이 필요할 경우 text-embedding-ada-002 모델을 사용하면 됩니다. 이 때 임베딩 모델에서 사용하는 토크나이저는 cl100k_base, 최대 입력 토큰수는 8192, 출력 벡터는 1536 차원입니다. 임베딩 모델 정보는 여기에서 확인할 수 있습니다. API 사용 가격은 $0.0001/1K로, 1달러를 쓰기 위해서는 10,000K 토큰이 필요하네요. LLM에 비해 임베딩 가격은 무시할만하다고 할 수 있습니다.