AIの学習と推論 - 2つのフェーズ

学習(トレーニング)と推論(インファレンス)。AIの2つの動作フェーズを解説します。

編集・検証: AIパスポートスタディ編集部 公式情報: GUGA 生成AIパスポート公式ページ 制作・検証方針

AIの動作は大きく「学習フェーズ」と「推論フェーズ」に分かれます。この2段階の仕組みを理解しましょう。

戸倉 ジャスミン(普段) 戸倉 ジャスミン

AIって一回作ったら完成じゃん?
って思ってたんだけど、裏で何段階もあるらしいね?

香月 リサ 先生(笑顔) 香月 リサ 先生

そう、大きく2段階に分かれているの。
学習(トレーニング)と、推論(インファレンス)ね。

雪村 ましろ(普段) 雪村 ましろ

がくしゅう…ふぇぇ、なんだか学校みたいな言葉ですねぇ。

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

実際、受験勉強で例えられることが多いの。
学習フェーズは「教科書を読み込んで知識を蓄える時期」、推論フェーズは「試験本番で問題を解く時期」という具合ね。

戸倉 ジャスミン(びっくり) 戸倉 ジャスミン

おお、その例えわかりやすい!
じゃあ、あたしたちが今ChatGPTに質問投げてる瞬間って…推論フェーズってこと?

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

正解。
GPT-4 のような LLM は、事前に何ヶ月もかけて学習フェーズを終えているの。
利用者が質問を投げるたびに、その学習済みモデルを使って「推論」が走るわ。

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

コストの違いも覚えてね。
学習は数千台のGPUで数週間〜数ヶ月、費用は数十〜数百億円規模。
一方、推論は1回あたりの計算は比較的軽く、低コストで大量配信できるの。

雪村 ましろ(びっくり) 雪村 ましろ

そんなにぃ!?
学習って、そんなにお金かかるんですかぁ…!

戸倉 ジャスミン(普段) 戸倉 ジャスミン

うそっ!?
そりゃ個人じゃ手が出せないわけだ。
だから大企業しか最先端LLMを作れないって話になるんだね。

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

そう。
その非対称性ゆえに、「API経由で大企業の学習済みモデルを借りる」ビジネスモデルが主流になっているの。
OpenAI や Anthropic がそう。

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

ここで重要なのが、学習データには「カットオフ日付(Knowledge cutoff)」があること。
その日以降の出来事はモデルは知らない。

雪村 ましろ(普段) 雪村 ましろ

えっ、じゃあ昨日のニュースはChatGPTには答えられないんですかぁ?

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

厳密にはそう。
ただし最近はRAG(検索拡張生成)やブラウジング機能で、推論時に最新情報を外部から引いてくる仕組みも普及しているわ。

戸倉 ジャスミン(普段) 戸倉 ジャスミン

推論するときに追加情報を注入するって感じか。
柔軟じゃん!

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

そう。
だから「学習 vs 推論」という2分法に、第三の概念として「検索(Retrieval)」が加わる時代とも言えるわね。

香月 リサ 先生(笑顔) 香月 リサ 先生

試験では「学習=Training」「推論=Inference」「コストの非対称性」を押さえて。
より深い話はPhase 4以降で扱うわ。

確認クイズ

AIの「推論(Inference)」フェーズの説明として最も正しいものはどれか。

  1. 大量のデータからパターンを学び取る段階
  2. 学習済みモデルを使って新しい入力に予測・判断を出す段階
  3. 学習データを収集・整理する前段階
  4. モデルの内部パラメータを初期化する段階
こたえを見る

正解: 2. 学習済みモデルを使って新しい入力に予測・判断を出す段階

推論(Inference)は学習済みモデルを使って新しい入力に対して予測・判断を出す段階です。私たちが普段ChatGPT等に質問を投げる瞬間がこれに該当します。学習(Training)とは別のフェーズです。

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