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어디에서 LLM 사전 훈련의 Grokking을 찾을 수 있을까요? 테스트 없이 암기에서 일반화로의 전환 모니터링

Where to find Grokking in LLM Pretraining? Monitor Memorization-to-Generalization without Test

 

개발자라면 누구나 한 번쯤은 상상해 봤을 겁니다.
"모델이 학습 데이터를 단순히 암기하는 것이 아니라, 진정한 의미에서 일반화할 수 있다면 얼마나 좋을까?"

 

Grokking Monitor는 바로 그 상상을 연구 수준에서 현실로 끌어내린 프로젝트입니다. 기존의 모델 평가 방법들이 대부분 테스트 데이터에 대한 성능에 초점을 맞춘 것과는 달리, Grokking Monitor는 테스트 없이도 암기에서 일반화로의 전환을 모니터링을 지향합니다.

 

이 논문이 흥미로운 이유는 단순히 "모델의 성능 향상" 수준을 넘어서, 모델의 학습 과정에서의 변화 안에서 사용자의 모델의 일반화 능력에 반응할 수 있도록 설계되었다는 점입니다. 예를 들어, 모델이 학습 데이터에 대한 암기에서 벗어나 새로운 데이터에 대해 일반화할 수 있는지를 파악할 수 있습니다. 이제 진짜로 '모델의 이해력'이 나타난 거죠.

 

✅ 어떻게 작동하나요? – Grokking Monitor의 핵심 아이디어

 

Grokking Monitor가 도입한 가장 눈에 띄는 개념은 바로 "암기에서 일반화로의 전환 모니터링"입니다. 이는 모델이 학습 중 어떤 시점에서 암기에서 일반화로 전환되는지를 추적하는 방식입니다.

 

이러한 모니터링은 실제로 훈련 데이터와 모델의 내부 상태 분석로 구현되며, 이를 통해 모델의 일반화 능력 향상을 돕는 게 Grokking Monitor의 강점입니다.

 

이 모델은 총 3단계의 과정을 거쳐 만들어졌습니다:

  • 데이터 수집 – 모델이 학습하는 동안의 데이터를 수집하고 분석합니다.
  • 내부 상태 분석 – 모델의 내부 상태 변화를 모니터링하여 암기에서 일반화로의 전환 시점을 파악합니다.
  • 결과 해석 – 수집된 데이터와 분석 결과를 바탕으로 모델의 일반화 능력을 평가합니다.

 

✅ 주요 기술적 특징과 혁신점

 

Grokking Monitor의 핵심 기술적 특징은 크게 세 가지 측면에서 살펴볼 수 있습니다.

 

1. 암기-일반화 전환 모니터링
이는 모델이 학습하는 동안 암기에서 일반화로 전환되는 시점을 파악하는 방식입니다. 기존의 단순 성능 평가와 달리, 내부 상태 분석을 통해 모델의 학습 과정을 세밀하게 추적할 수 있습니다.

 

2. 내부 상태 변화 분석
모델의 내부 상태 변화를 모니터링하여 암기에서 일반화로의 전환을 파악합니다. 이를 통해 모델의 학습 과정에서의 변화를 실시간으로 추적할 수 있습니다.

 

3. 테스트 없이 평가 가능
테스트 데이터 없이도 모델의 일반화 능력을 평가할 수 있는 방법을 제공합니다. 이는 특히 새로운 데이터셋에 대한 일반화 능력을 평가할 때 유용합니다.

 

✅ 실험 결과와 성능 분석

 

Grokking Monitor의 성능은 다음과 같은 실험을 통해 검증되었습니다.

 

1. 암기-일반화 전환 시점 파악
모델이 학습하는 동안 암기에서 일반화로 전환되는 시점을 정확히 파악할 수 있었습니다. 이는 기존의 성능 평가 방법과 비교했을 때, 모델의 학습 과정을 더 깊이 이해할 수 있는 장점을 제공합니다.

 

2. 내부 상태 변화 모니터링
모델의 내부 상태 변화를 실시간으로 모니터링하여 암기에서 일반화로의 전환을 파악할 수 있었습니다. 이는 모델의 학습 과정에서의 변화를 실시간으로 추적할 수 있는 장점을 제공합니다.

 

3. 테스트 없이 일반화 능력 평가
테스트 데이터 없이도 모델의 일반화 능력을 평가할 수 있었습니다. 이는 특히 새로운 데이터셋에 대한 일반화 능력을 평가할 때 유용합니다.

 

이러한 실험 결과들은 Grokking Monitor가 모델의 일반화 능력을 효과적으로 평가할 수 있음을 보여줍니다. 특히 암기에서 일반화로의 전환 시점을 파악할 수 있는 점은 향후 모델 개발에 중요한 시사점을 제공합니다.

 

✅ 성능은 어떨까요?

 

Grokking Monitor는 벤치마크1벤치마크2라는 첨단 벤치마크에서 각각 성능 수치1, 성능 수치2이라는 점수를 기록했습니다. 이는 비교 모델/시스템 수준의 성능입니다.

실제로 모델의 학습 과정에서의 변화를 실시간으로 추적할 수 있으며, 특히 암기에서 일반화로의 전환 시점을 파악할 수 있습니다.
물론 아직 "한계점" 영역에서 약간의 미흡함이 존재하긴 하지만, 현재 수준만으로도 다양한 서비스에 활용 가능성이 큽니다.

 

✅ 어디에 쓸 수 있을까요?

 

Grokking Monitor는 단지 새로운 모델이 아니라, "모델의 학습 과정 모니터링"이라는 흥미로운 방향성을 제시합니다.
앞으로는 더 많은 발전 가능성1, 예를 들면 구체적 예시1, 구체적 예시2까지 인식하게 될 가능성이 큽니다.

  • 응용 분야1: 모델의 학습 과정에서의 변화를 실시간으로 추적하여 학습 효율성을 높일 수 있습니다.
  • 응용 분야2: 새로운 데이터셋에 대한 일반화 능력을 평가하여 모델의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
  • 응용 분야3: 테스트 데이터 없이도 모델의 일반화 능력을 평가할 수 있어, 새로운 데이터셋에 대한 빠른 평가가 가능합니다.

이러한 미래가 Grokking Monitor로 인해 조금 더 가까워졌습니다.

 

✅ 개발자가 지금 할 수 있는 일은?

 

Grokking Monitor에 입문하려면, 기본적인 모델 학습 과정내부 상태 분석에 대한 이해가 필요합니다.
다행히도 코드/리소스 위치에 예제 코드가 잘 정리되어 있어, 학습 방법 설명.

실무에 적용하고 싶다면?
필요한 데이터/리소스를 확보하고, 다양한 테스트 영역을 테스트하면서 모델을 적용 방법하는 것이 핵심입니다. 또한, 추가 필요 작업도 병행되어야 합니다.

 

✅ 마치며

 

Grokking Monitor는 단순한 기술적 진보를 넘어, 모델의 학습 과정 이해를 향한 중요한 이정표입니다. 이 기술이 제시하는 가능성은 산업/사회/기술 생태계의 미래를 재정의할 잠재력을 가지고 있습니다.

 

우리는 지금 기술 발전의 중요한 변곡점에 서 있으며, Grokking Monitor는 그 여정의 핵심 동력이 될 것입니다. 당신이 이 혁신적인 기술을 활용하여 미래를 선도하는 개발자가 되어보는 건 어떨까요?

 

⨠ 논문 원문 보러가기

 

✅ 같이 보면 좋은 참고 자료들

 

Whole-Body Conditioned Egocentric Video Prediction
- 논문 설명: 우리는 과거 비디오와 상대적인 3D 신체 자세로 표현된 행동을 기반으로 인간 행동에서 자아 중심 비디오를 예측하는 모델(PEVA)을 훈련합니다.
- 저자: Yutong Bai, Danny Tran, Amir Bar, Yann LeCun, Trevor Darrell, Jitendra Malik
- 발행일: 2025-06-26
- PDF: 링크

mTSBench: Benchmarking Multivariate Time Series Anomaly Detection and Model Selection at Scale
- 논문 설명: 다변량 시계열 이상 탐지(MTS-AD)는 의료, 사이버 보안, 산업 모니터링과 같은 분야에서 매우 중요하지만, 변수 간의 복잡한 의존성, 시간적 역학, 드문 이상 레이블로 인해 여전히 도전 과제로 남아 있습니다.
- 저자: Xiaona Zhou, Constantin Brif, Ismini Lourentzou
- 발행일: 2025-06-26
- PDF: 링크

SiM3D: Single-instance Multiview Multimodal and Multisetup 3D Anomaly Detection Benchmark
- 논문 설명: 우리는 다중 뷰 및 다중 모달 정보를 통합하여 포괄적인 3D 이상 탐지 및 세분화(ADS)를 위한 최초의 벤치마크인 SiM3D를 제안합니다. 이 작업의 목표는 복셀 기반의 이상 볼륨을 생성하는 것입니다. 더욱이, SiM3D는 제조 분야에서 높은 관심을 받는 시나리오에 중점을 둡니다: 단일 인스턴스 이상 탐지로, 실제 또는 합성된 하나의 객체만이 훈련에 사용됩니다.
- 저자: Alex Costanzino, Pierluigi Zama Ramirez, Luigi Lella, Matteo Ragaglia, Alessandro Oliva, Giuseppe Lisanti, Luigi Di Stefano
- 발행일: 2025-06-26
- PDF: 링크

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