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レッスン 3/6 · 6分 · +100 XP

次のトークン予測で、LLMはどうやって学習するの?

大規模言語モデルは、1つのゲームを何度もくり返して事前学習します。本物の文章を読み、次のトークンをかくして、何が来るかに賭け、本当の答えを確かめて重みを調整するのです。これを何兆回もくり返すと、この単純なゲームによって、文法、事実、推論のパターン、さらにはコードまで身につけることになります。

▶ やってみよう

なぜ大切なのか

事前学習には、答えを書いてくれる先生がいません。文章そのものが答えの表です。だからモデルはWeb全体から学べ、文法よりずっと多くのことを身につけるのです。

6分後にできるようになること

  • LLMは、本物の文章で次のトークンを当て、当てるたびに調整して学びます。
  • 文章そのものが答えの表なので、人がラベルをつける必要はありません。
  • うまく当てるには文法、事実、推論、コードが役に立つので、モデルはそれをすべて身につけます。

練習する内容

  1. Vireoの席に座ろう

    どの行も学習用の文章から来ています。次のトークンに賭けてから、学習ずみのモデルがどう賭けを分けるか見てみましょう。パーセントは説明のための例です。

    1. 彼女はドアを開けて、部屋に ___

      • 入った: 38% (いちばん確率が高い)
      • 戻った: 20%
      • 向かった: 12%
      • そっと: 6%
      • ドア: 0.1%
      • その他の言葉: 24%
      ここでうまく当てるには、文法を学ぶ必要があります。「部屋に」のあとには動きを表す言葉や様子が来て、名詞が来ることはほとんどありません。
    2. 水が凍る温度は ___

      • 0度: 72% (いちばん確率が高い)
      • セ氏: 10%
      • 、: 5%
      • 100度: 3%
      • その他の言葉: 10%
      正解するには、事実を取りこむ必要があります。だれもVireoに理科を教えていません。その事実が文章にくり返し出てくるだけです。
    3. 葵はりんごを3個持っていて、4個買いました。いま持っているのは ___

      • 7: 64% (いちばん確率が高い)
      • 七: 12%
      • 4: 3%
      • たくさん: 1%
      • その他の言葉: 20%
      このラウンドは、かんたんな計算ができれば勝てます。文章をうまく予測しようとすると、一歩ずつの推論も含めて、役に立つことは何でもこっそりごほうびがもらえるのです。
    4. for i in range( ___

      • 10: 30% (いちばん確率が高い)
      • len: 26%
      • n: 20%
      • apples: 0.1%
      • その他の言葉: 24%
      コードも文章です。何百万ものプログラムで練習するうちに、プログラミング言語のパターンも身につきます。
    5. 日本語:ありがとう。英語: ___

      • Thank: 82% (いちばん確率が高い)
      • ありがとう: 3%
      • Hello: 2%
      • その他の言葉: 13%
      こういう組み合わせはWebのあちこちにあるので、モデルは次のトークン当てのおまけとして翻訳を覚えます。
    6. となりの家のネコの名前は ___

      • モモ: 5% (いちばん確率が高い)
      • ミケ: 5% (いちばん確率が高い)
      • タマ: 4%
      • レオ: 2%
      • その他の言葉: 84%
      どんな文章にもこの答えは書いてありません。モデルは賭けを薄く広げることを学びますが、それでも名前を1つ選びます。これが、自信たっぷりな作り話の根っこの1つです。
  2. 事前学習の1ステップ

    練習ゲームの1ターンを順番に並べましょう。

    1. 学習データから、本物の文章をひと続き取り出す
    2. 次に来るトークンをかくす
    3. Vireoが、次のトークンの候補すべてに賭ける
    4. 本当のトークンを見せて、Vireoがどれくらいおどろいたかを測る
    5. 本当のトークンの確率が上がるように重みを少し動かす
    6. 1トークンずらして、もう一度
  3. このラウンドで学ぶのは?

    空欄ごとに、ごほうびがもらえる力がちがいます。仕分けましょう。

    • ネコ_寝ている。(が) → 文法
    • いちばん大きな惑星は_(木星) → 事実
    • 12 + 30 = _(42) → 推論
    • 昨日、学校に_。(行った) → 文法
    • 海面の高さで、水は_℃で沸騰する。(100) → 事実
    • 蓮は湊より背が高く、湊は悠真より高い。いちばん低いのは_(悠真) → 推論

覚えておこう

事前学習は1つのゲームです。次のトークンを当て、確かめ、調整する。何兆回もくり返すと、言葉よりずっと多くのことを教えてくれます。

「次のトークン当て」という1つのゲームが、文法、事実、計算、コードをまとめて教えます。

押さえておきたい事実

  • 1951年、クロード・シャノンは、人に文章の次の文字を当ててもらうことで、英語がどれくらい予測しやすいかを測りました。 · 出典: C. E. Shannon, Prediction and Entropy of Printed English, Bell System Technical Journal, 1951
  • Llama 3は、15兆トークン以上の文章で事前学習されました。 · 出典: Meta, The Llama 3 Herd of Models, 2024
  • GPT-3の学習用の文章の多くは、Webの公開アーカイブCommon Crawlをふるいにかけたものでした。 · 出典: Brown et al., Language Models are Few-Shot Learners, OpenAI, 2020
  • 次の言葉を予測するよう学習しただけのモデルが、翻訳や要約などの作業を、そのための学習なしでも試みられるようになっていました。 · 出典: Radford et al., Language Models are Unsupervised Multitask Learners, OpenAI, 2019

更新日:

よくある質問

次のトークン予測とは何ですか?

大規模言語モデルの学習の課題です。文章を受け取り、次に来るトークンを予測します。モデルは候補すべてに点数をつけ、どれくらいはずれたかから学びます。

自己教師あり学習とは何ですか?

データ自身が答えをくれる学び方です。言語モデルは本物の文章の次のトークンをかくして当てようとするので、だれも手で例にラベルをつける必要がありません。

言葉を予測するだけで、なぜ事実を学べるのですか?

次のトークンの多くは、世界について何かを知っていないと当てられません。そこでまちがいを減らすために、モデルは事実のように働くパターンを重みにたくわえる必要があるのです。

LLMは、どれくらいのトークンで学習しているのですか?

いまの大規模言語モデルは、何兆ものトークンで事前学習されています。たとえばMetaは、Llama 3を15兆トークン以上で学習したと発表しました。

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