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아이폰에서 드디어 교통카드 사용이 가능

오랫동안 아이폰 사용자들의 숙원이었던 교통카드 기능이 마침내 실현되었습니다. 2025년 7월부터 한국에서도 Apple Wallet(지갑) 앱에 티머니 교통카드를 추가하여, 실물 카드 없이 아이폰 또는 애플 워치만으로 지하철, 버스 등 대중교통을 이용할 수 있게 되었습니다. 서울을 비롯한 대한민국 전역의 지하철 및 버스 대부분에서 아이폰을 태그하여 승차할 수 있으며, 편의점 등 티머니 가맹점에서도 결제 수단으로 사용할 수 있습니다

아이폰과 애플 워치에 추가된 Apple Pay 티머니 카드 화면. iPhone이나 Watch만 가볍게 태그하면 전국 대중교통을 이용할 수 있다.

애플페이 티머니 개요 및 장점

오랫동안 아이폰 사용자들의 숙원이었던 교통카드 기능이 마침내 실현되었습니다. 2025년 7월부터 한국에서도 Apple Wallet(지갑) 앱에 티머니 교통카드를 추가하여, 실물 카드 없이 아이폰 또는 애플 워치만으로 지하철, 버스 등 대중교통을 이용할 수 있게 되었습니다. 서울을 비롯한 대한민국 전역의 지하철 및 버스 대부분에서 아이폰을 태그하여 승차할 수 있으며, 편의점 등 티머니 가맹점에서도 결제 수단으로 사용할 수 있습니다

애플페이 티머니는 **익스프레스 모드(Express Mode)**를 지원하여, 아이폰을 잠금 해제하거나 앱을 실행할 필요 없이 단말기에 가까이 대기만 하면 자동으로 결제가 이루어집니다. 심지어 아이폰 배터리가 완전히 방전된 후에도 최대 5시간까지 교통카드 기능을 사용할 수 있는 전원 절약 모드도 지원됩니다. 잔액 확인 및 충전도 아이폰의 지갑 앱에서 바로 가능하고, 자동 충전 기능을 통해 잔액 부족 걱정 없이 이용할 수 있다는 편리함이 있습니다. 아래에서는 Apple Pay 기반 티머니 카드의 등록 방법부터 사용법, 충전 방법, 이용 가능 지역/교통수단, 그리고 실물 카드 대비 장단점까지 차례로 알아보겠습니다.

애플페이 티머니 등록 절차

아이폰에서 티머니 교통카드를 사용하려면, 우선 Apple 지갑 앱에 티머니 카드를 추가해야 합니다. 절차는 다음과 같습니다:

  1. 지원 기기 및 iOS 버전 확인: 아이폰 XS/XR 이후 모델이고 iOS 17.2 이상(애플 워치는 Series 6 이상에 watchOS 10.2 이상)이어야 합니다. 구형 기기는 지원되지 않으니 유의하세요. 또한 선불형 티머니 카드만 추가 가능하며(후불 교통카드는 미지원), 아이폰과 애플 워치에 각각 별도로 카드 발급이 필요합니다.
  2. 지갑 앱에서 카드 추가: 아이폰의 Wallet (지갑) 앱을 열고 “+” (추가) 버튼을 탭합니다. 메뉴에서 **“교통 카드”**를 선택하고 **“Tmoney”**를 고르면, 화면 안내에 따라 새로운 티머니 교통카드를 발급할 수 있습니다. 이때 최소 충전 금액을 설정하라는 안내가 나오며, 초기 등록을 위해 일정 금액을 충전해야 합니다. 원하는 금액을 애플페이를 통해 결제하면 티머니 카드가 지갑에 추가됩니다. 발급과 충전에 국내 발급 신용/체크카드 (애플페이에 등록된 카드) 가 필요합니다. 현재(2025년 7월) 애플페이에서 지원되는 국내 카드사가 제한적이므로, 현대카드 등 애플페이 등록 카드가 있어야 이 방법으로 충전까지 완료할 수 있습니다.
  3. 모바일 티머니 앱 이용 (대안): 만약 현대카드 등 애플페이 가능 카드가 없다면, 모바일 티머니 iOS 앱을 통해 우회할 수 있습니다. App Store에서 “모바일 티머니” 앱을 최신 버전으로 설치/업데이트한 뒤 실행하고, 앱 내에서 모바일 티머니 카드를 새로 발급합니다. 발급된 카드에 다른 신용/체크카드나 계좌이체 등으로 충전한 다음, 해당 티머니 카드를 아이폰 지갑에 추가하면 됩니다. 이렇게 하면 현대카드가 없어도 아이폰에 충전된 티머니 카드를 사용할 수 있습니다. 다만 이 방식은 별도의 앱 설치와 본인 인증 절차가 필요하며, 충전 수단에 따라 일부 수수료가 부과될 수 있습니다

Tip: 애플 워치에서도 티머니를 쓰고 싶다면, 아이폰에서 티머니 카드를 발급한 후 Watch 앱의 “지갑 및 Apple Pay” 설정으로 들어가 애플 워치에 티머니 카드 추가를 진행해야 합니다. 아이폰에 추가한 카드가 자동으로 워치에 동기화되는 것은 아니므로, 워치용으로 별도 발급·추가하세요

지갑 앱에서의 사용 방법

일단 지갑 앱에 티머니 교통카드를 추가했다면, 사용 방법은 기존 실물 티머니 카드와 거의 동일합니다. 아이폰이나 애플 워치로 지하철 개찰구 단말기나 버스 단말기에 가져다 대기만 하면 결제됩니다. 익스프레스 모드 덕분에 별도의 Face ID 인증이나 화면 켜기도 필요 없으며, 잠긴 화면 상태에서도 태그만으로 인식됩니다. 태그 시 진동/소리와 함께 화면 상단에 티머니 카드 이미지와 잔액 변동 등이 잠깐 표시되어, 성공적으로 결제되었는지 확인할 수 있습니다. 애플 워치 역시 화면을 켤 필요 없이 단말기에 가까이 대면 진동 피드백과 함께 승차가 완료됩니다.

잔액 확인 및 이용 내역: 아이폰의 지갑 앱에서 티머니 카드를 선택하면 현재 잔액이 표시됩니다. 카드를 아래로 스크롤하면 최근 거래 내역도 확인할 수 있어, 언제 어디서 얼마나 사용했는지 볼 수 있습니다

또한 티머니 카드 우측 상단의 “⦁⦁⦁” 버튼을 탭하면 카드 세부 설정 메뉴가 열리며, 여기서 자동 충전 설정이나 카드 삭제, 익스프레스 모드가 활성화 여부 등을 관리할 수 있습니다. 참고로 애플페이 티머니는 기본적으로 첫 추가 카드에 익스프레스 모드가 자동 활성화되며, 만약 티머니 카드를 여러 장 추가한 경우 하나만 Express로 설정되고 나머지는 수동 선택해야 사용 가능합니다.

오프라인 결제: 티머니 카드는 대중교통 외에도 편의점, 택시 등 티머니 가맹점에서 소액결제 수단으로 사용할 수 있습니다. 결제 시 “티머니로 결제할게요”라고 말한 뒤 아이폰을 리더기에 태그하면, 교통카드 잔액에서 금액이 차감되어 결제됩니다. 이때도 대체로 익스프레스 모드로 인식되지만, 일부 단말기에서는 인식이 다소 지연되거나 실패할 수 있으니, 화면에 표시되는 완료 여부를 확인하는 것이 좋습니다.

저전력 모드: 아이폰 배터리가 부족한 경우에도 최대 5시간까지는 교통카드 기능이 유지됩니다. 배터리가 0%로 꺼진 상태에서 교통카드를 태그하면, 전원 절약 모드로 잔여 시간 동안 결제가 가능하므로 긴급한 상황에서 유용합니다. 다만 5시간이 지나 완전히 방전된 경우나 기기를 분실한 경우를 대비해 예비용 실물 카드를 소지하거나, 애플 워치를 함께 활용하는 것도 안전한 방법입니다.

충전 및 자동 충전 방법 (지원 결제 수단)

애플페이 티머니 카드는 충전식(선불) 교통카드이므로, 잔액이 충분해야 사용할 수 있습니다. 충전하는 방법은 여러 가지가 있으며, 지원되는 결제 수단에도 차이가 있습니다. 주요 충전 방법과 특징은 아래 표와 같습니다:

충전 방법특징 및 결제 수단
지갑 앱 직접 충전애플 Wallet 앱에서 티머니 카드 선택 후 “충전” 메뉴 사용. 애플페이에 등록된 국내 발급 신용/체크카드로 결제되어 즉시 충전됨. 수수료 없이 즉시 충전 가능하지만, 현재 국내에서 애플페이를 지원하는 카드사(예: 현대카드)에 한해 이용 가능.
모바일 티머니 앱 충전티머니 공식 앱에서 충전 금액 선택 후 다양한 결제 수단 사용 가능. 애플페이에 등록되지 않은 다른 신용/체크카드, 계좌이체, 간편결제 등을 통해 충전할 수 있음. 일부 결제 수단은 소액결제 수수료 (~2%)가 붙을 수 있으며, 충전 후 해당 금액이 지갑의 티머니 카드에 반영된다.
오프라인 충전편의점(CU, GS25 등)이나 지하철 자동충전기 에서 현금으로 충전. 아이폰의 티머니 카드를 리더기에 태그하여 실물 카드처럼 충전할 수 있다. 편의점은 점포마다 지원 여부가 다를 수 있고, 지하철 무인 충전기는 수수료 없이 이용 가능.

충전한 금액은 즉시 티머니 카드 잔액에 반영되며, 충전 최대 한도는 50만 원입니다 (실물 카드와 동일). Apple 지갑에서의 자동 충전 기능도 세계 최초로 도입되었는데, 이를 활용하면 잔액이 일정 금액 이하로 내려갈 때 미리 설정한 금액만큼 자동으로 충전됩니다. 지갑 앱의 카드 설정에서 **“자동 충전”**을 켜고 *기준 잔액 (예: 5,000원 이하)*과 *충전 금액 (최소 1만 원~)*을 지정하면, 이후부터는 잔액이 부족해도 자동으로 카드에 금액이 추가됩니다. 예를 들어 잔액 7,000원 이하로 떨어지면 20,000원을 자동충전하도록 설정해 두면 출퇴근 시 잔액 부족으로 곤란을 겪을 일이 사라집니다. 자동충전 시 결제되는 카드 역시 애플페이에 등록된 국내 신용카드로 한정되며, 현재로선 현대카드로 설정하는 경우가 많습니다. 자동 충전 설정/변경은 지갑 앱이나 티머니 앱 양쪽에서 모두 가능합니다.

2025년 7월 현재 애플페이 국내 서비스는 현대카드 단독으로 제공되고 있습니다. 지갑 앱에서 티머니를 충전하거나 자동충전을 이용하려면 현대카드처럼 애플페이에 등록된 국내 카드가 반드시 필요합니다. 현대카드가 없는 경우 앞서 언급한 티머니 앱 충전 또는 오프라인 충전 방식을 이용해야 합니다. 추후 신한카드, KB국민카드 등 다른 카드사의 애플페이 지원이 확대되면 지갑 앱 충전도 더 자유로워질 것으로 기대됩니다.

티머니 사용 가능 지역 및 교통수단

애플페이 티머니 카드는 기존 실물 티머니 교통카드와 동일한 범위에서 사용 가능합니다. 즉, 티머니로 결제할 수 있는 대부분의 교통수단에서는 아이폰 교통카드로도 이용이 가능하다는 뜻입니다. 수도권부터 지방까지 폭넓게 활용되지만, 일부 제한 사항도 있으므로 상세 내용을 정리하면 다음과 같습니다:

교통수단티머니 사용 범위
지하철서울·경기 수도권 전철 (1~9호선, 신분당선, 공항철도 등 모든 노선), 인천 지하철 1~2호선, 부산 1~4호선, 대구 1~3호선, 대전 1호선, 광주 1호선 등 전국 도시철도에서 사용 가능
시내버스서울, 경기, 인천 등 수도권 전 지역의 시내버스 및 부산·대구·광주·대전·울산 등 광역시 버스, 그 외 강원·충청·경상·전라 대부분 지역의 시내·농어촌 버스까지 지원. 거의 전국 모든 도시에서 현금 대신 티머니로 버스 요금을 낼 수 있습니다.
택시서울 및 수도권 전체, 6대 광역시, 그리고 대부분 기초지자체의 택시에서 티머니 결제 가능. 다만 일부 지방의 구형 단말기 택시는 티머니 결제를 지원하지 않을 수 있습니다.
시외버스시외버스(광역버스) 요금 결제는 티머니 지원되지 않음. 고속도로를 이용하는 시외/고속버스의 터미널 현장 구매나 모바일 예매는 티머니로 불가능합니다.
고속버스일부 고속버스 노선 한정으로 티머니 결제가 지원됨. (예: 금호고속, 동양고속, 중앙고속 등 일부 회사). 해당 고속버스 터미널 매표소에서 티머니로 승차권을 구매할 수 있습니다.
철도(KTX 등)코레일에서 운행하는 KTX, ITX-새마을, 무궁화호 등 열차 승차권 구매에도 티머니 사용 가능. 자동발매기에서 티머니로 결제하여 승차권을 살 수 있습니다. (※ SRT는 별도 카드 필요)

요약하면, “티머니” 마크가 붙어 있는 거의 모든 교통수단에서 아이폰 티머니도 사용할 수 있다고 보면 됩니다. 실제로 기자 실험에 따르면, 아이폰에 추가한 티머니 카드로 서울 시내버스를 승차한 결과 1500원 요금이 정상 차감되며 실물 카드와 동일하게 동작했습니다. 단, 일부 시외버스와 일부 지역의 택시를 제외하고는 문제없이 이용 가능하나, 혹시 모를 단말기 미지원에 대비해 승차 전 티머니 결제여부를 미리 확인해보는 것이 좋습니다. 현재는 청소년 우대용 티머니나 기후동행카드/K패스 등 특수 할인 교통카드는 지원되지 않으므로(등록 불가), 해당 할인 혜택을 받으려면 아직 실물 카드를 이용해야 합니다.

실물 카드 대비 디지털 티머니의 장단점

스마트폰 속으로 들어온 디지털 티머니는 여러모로 편리하지만, 기존 실물 티머니 카드와 비교했을 때 장점과 단점이 있습니다. 이를 정리하면 다음과 같습니다:

디지털 티머니의 주요 장점

  • 휴대 편의성: 지갑이나 카드 케이스를 들고 다닐 필요 없이 항상 소지하는 아이폰만으로 교통카드를 이용할 수 있습니다. 실물 카드 분실 위험도 사라집니다. 또한 아이폰과 애플 워치를 연동하면 손목만으로도 결제되는 등 일상 이동이 한층 간편해집니다.
  • **손쉬운 **충전 및 관리: 아이폰에서 언제든지 잔액 확인과 충전을 할 수 있어 편의점이나 역무기기 앞에서 번거롭게 충전할 필요가 없습니다. 자동 충전을 켜두면 잔액이 부족할 틈 없이 늘 일정 금액이 유지되어 안심입니다. 이 모든 충전 과정에 수수료가 없고(애플페이 충전 시) 매우 즉각적으로 처리가 됩니다.
  • 보안 및 분실 대처: 애플페이 티머니는 Secure Element 칩을 통해 카드 정보를 안전하게 저장하고, 개인의 이용 내역을 애플이나 티머니가 추적할 수 없습니다. 기기를 분실하였을 경우 나의 찾기(Find My) 앱을 통해 원격으로 아이폰을 분실 모드로 전환하거나 티머니 카드를 즉시 사용 중지할 수 있어, 실물 카드를 잃어버렸을 때보다 보안 대응이 용이합니다.
  • 빠른 태그 인식: 실제 사용 후기에 따르면 아이폰의 티머니 인식 속도는 매우 빨라 지하철 개찰구나 버스 단말기에서 실물 카드와 동일하게 즉시 인식됩니다. 특히 최신 교통 단말기와의 호환성이 좋아 쾌적하게 이용할 수 있습니다. (※ 다만 일부 구형 단말기는 인식이 살짝 지연될 수 있다고 보고됨)
  • 추가 기능: 모바일 티머니 앱과 연동하여 티머니 마일리지 적립이나, 어린이/청소년 할인 설정 같은 부가 기능을 활용할 수 있습니다. 예를 들어 모바일 티머니 앱에서 해당 연령으로 등록하면 디지털 티머니 카드에도 청소년/어린이 교통할인 요금이 적용됩니다. (실물 할인카드는 별도 발급 절차가 필요한 반면, 모바일에서는 비교적 간편하게 설정 가능.)

디지털 티머니의 단점 및 유의사항

  • 초기 설정 및 조건: 애플페이 지원 아이폰 (iPhone XS, XR 이후 모델) 이면서 iOS 17.4 이상이 설치되 있어있어야 하고, 국내 발급 카드가 애플페이에 등록되어 있어야 티머니 충전이 가능합니다. 특히 외국인 관광객의 경우 국내 신용카드가 없으면 아이폰에 티머니를 충전할 방법이 없어 사실상 사용이 불가능합니다. (일본의 Suica처럼 해외 카드로 바로 충전되지 않는 점이 아쉬운 부분입니다.) 현재 티머니 측에서도 외국인 관광객도 사용할 수 있는 방안을 검토 중이라고 하나, 아직까지는 한국 거주자 위주의 서비스임을 참고해야 합니다.
  • 특수 할인/후불 기능 미지원: 앞서 언급했듯 후불형 티머니 카드 (신용카드 연계 교통결제)나 정기권/KPass/기후동행카드 등의 특수 기능은 디지털 티머니에서 지원되지 않습니다. 따라서 해당 할인 혜택을 받기 위해서는 실물 카드(또는 별도 앱)을 그대로 사용해야 합니다. 또한 현재 일부 티머니 선불카드의 잔액 이전도 직접적으로 할 수 없어, 기존 카드 잔액을 모바일로 옮기려면 번거로운 환불 절차나 마일리지 전환을 거쳐야 하는 불편도 있습니다.
  • 기기별 개별 카드: 아이폰과 애플 워치를 둘 다 사용하는 경우 각 기기에 별도의 티머니 카드를 발급해야 합니다. 하나의 교통카드를 두 기기가 공유하지 못하므로, 두 장의 카드에 잔액을 각각 관리해야 합니다. 예를 들어 아이폰과 워치에 각각 5천 원씩 충전되어 있다면 한쪽을 다 쓰더라도 다른 쪽 잔액을 합쳐 쓸 수는 없습니다. 이 부분은 다소 비효율적일 수 있는데, 추후 아이클라우드 연동 등을 통한 개선이 기대됩니다.
  • 기타 사항: 디지털 티머니는 초기 발급 시 최소 충전금액 부담(보통 1만원 내외 권장) 정도가 있으며, 실물 카드(통상 2,500원 구매) 대비 카드 발급 자체 비용은 없으나 충전 자금은 선불로 잡아두어야 합니다. 또한 아주 드물게 티머니 결제가 지원되지 않는 터미널이나 오류 상황이 있을 수 있으므로, 중요한 출퇴근시에 대비해 잔액 부족 알림을 켜두거나(자동충전 활용) 예비 수단을 준비하는 것이 좋습니다.

애플페이 도입은 아이폰 사용자들에게 큰 편의를 가져다주었습니다. 아직 몇 가지 제약 사항이 남아있지만, 향후 더 많은 카드사의 애플페이 참여와 외국인 이용 지원, 후불 기능 등이 확충 된다면 더욱 완성도 높은 서비스가 될 것으로 보입니다. 지금까지 실물 교통카드를 들고 다녔던 아이폰 사용자라면, 빠르고 편리한 애플페이 교통카드 기능을 꼭 사용해보시기 바랍니다.

Stable-Diffusion 에서 가중치(weights) 는 무엇인가?

Stable Diffusion을 사용하다 보면 자주 보이는 용어 중 하나가 바로 ‘가중치(weights)’입니다. 가중치란 간단히 말해 “특정 요소가 결과물에 얼마나 강력한 영향을 미치는지”를 나타내는 숫자라고 생각하면 쉽습니다.

가중치를 왜 사용하나요?

가중치는 AI가 이미지를 생성할 때 프롬프트 내에서 어떤 키워드나 문구가 더 중요하게 다뤄져야 하는지를 결정합니다. 예를 들어, 프롬프트에 “아름다운 해변”과 “일몰”이라는 두 키워드가 있을 때, 일몰의 색감과 느낌을 더 강조하고 싶다면 “일몰” 키워드에 더 높은 가중치를 부여할 수 있습니다.

  • 예시 프롬프트:
아름다운 해변, 일몰:1.5

여기서 ‘일몰’에 붙은 숫자 1.5는 기본 가중치 1보다 1.5배 더 중요하게 반영하라는 뜻입니다.

가중치는 어떻게 표현하나요?

Stable Diffusion에서는 주로 프롬프트 뒤에 콜론(:)과 숫자를 사용하여 가중치를 표시합니다.

  • 예시:
고양이:1.2, 귀여운:0.8, 선글라스:1.5

이 프롬프트는 “선글라스”를 가장 강조하고, “귀여운” 요소는 조금 덜 강조하라는 의미가 됩니다.

가중치를 잘 활용하는 팁

가중치를 적절히 활용하면 결과 이미지의 디테일과 분위기를 원하는 대로 정확하게 조정할 수 있습니다. 그러나 너무 과도한 가중치는 오히려 부자연스러운 결과물을 만들 수 있으므로, 0.8~1.5 사이의 값을 권장합니다.

  • 가중치 조정 시 참고사항:
    • 높은 가중치 (1.2 이상): 매우 강조하고 싶은 요소
    • 낮은 가중치 (1 이하): 덜 강조하거나 배경 요소로 처리할 요소

Python 코드로 Stable Diffusion에서 가중치를 사용하는 예시

Stable Diffusion을 Python으로 다룰 때 가중치를 설정하는 방법은 다음과 같습니다:

from diffusers import StableDiffusionPipeline
import torch

# 모델 로드
model_id = "CompVis/stable-diffusion-v1-4"
pipe = StableDiffusionPipeline.from_pretrained(model_id, torch_dtype=torch.float16)
pipe = pipe.to("cuda")

# 프롬프트 설정 (가중치 예시)
prompt = "a very beautiful portrait girl:1.2, looking_at_viewer:1.0, blush:0.9, red brown hair:1.3, brown watery eyes:1.1, short smile, shirt, indoors, highly detailed"

# 이미지 생성
image = pipe(prompt).images[0]

# 이미지 저장
image.save("output.png")
이 코드로 생성한 이미지의 예시:

위 이미지를 보면, 프롬프트 내에 특정 요소에 가중치를 다르게 부여하여 미세하게 표현된 디테일의 차이를 확인할 수 있습니다. 예를 들어, “red brown hair”의 가중치를 높이면 헤어의 색감과 디테일이 더욱 뚜렷하게 나타나게 됩니다.

결론

Stable Diffusion에서 ‘가중치’는 프롬프트 내 각 키워드의 중요도를 조절하여 더욱 만족스러운 이미지 생성 결과를 얻을 수 있게 도와주는 유용한 도구입니다. 다양한 가중치 값을 시도해보면서 자신만의 창의적인 이미지를 만들어보세요!

TensorFlow 를 통해 머신 러닝의 힘을 이해하고 활용하기

4차 산업혁명의 핵심 기술 중 하나인 **머신러닝(Machine Learning)**은 데이터를 통해 스스로 학습하고 예측하는 능력으로 다양한 산업에서 혁신을 이끌고 있습니다. 이러한 머신러닝을 보다 쉽게 구현할 수 있도록 도와주는 라이브러리 중 대표적인 것이 바로 TensorFlow입니다.
구글이 개발한 오픈소스 머신러닝 프레임워크인 TensorFlow는 방대한 커뮤니티와 강력한 기능 덕분에 초보자부터 전문가까지 널리 활용되고 있습니다.

1. TensorFlow란 무엇인가?

TensorFlow는 구글 브레인 팀이 개발한 오픈소스 라이브러리로, 수치 계산과 신경망 모델링을 효율적으로 처리할 수 있는 플랫폼입니다. 이름에서 알 수 있듯이, 데이터를 텐서(Tensor) 형태로 관리하고, 이를 흐름(Flow) 형태로 연산하는 구조를 갖추고 있어 대규모 데이터 처리와 병렬 연산에 강점을 지니고 있습니다.

개념설명활용 포인트
Tensor다차원 배열이미지·텍스트 등 모든 데이터를 표현
Graph연산 흐름도계산 최적화·병렬 처리
Keras고수준 API모델 정의·학습·추론 3단계를 일관되게 작성
Eager Execution즉시 실행 모드디버깅과 직관적 코드 작성에 유리
  • CPU와 GPU(심지어 TPU까지) 지원으로 고속 연산 가능
  • 다양한 머신러닝 및 딥러닝 모델을 빠르게 구축 가능
  • Python을 비롯해 C++, JavaScript 등 다양한 언어 인터페이스 제공
  • 활발한 커뮤니티와 풍부한 학습 자료

2. 머신러닝의 기본 원리 이해

머신러닝의 핵심은 데이터로부터 패턴을 학습하여 미래를 예측하는 것입니다. 예를 들어 이메일의 스팸 여부를 분류하는 스팸 필터는 수많은 이메일 데이터에서 스팸의 특징을 학습하고, 새로운 이메일이 들어왔을 때 스팸일 확률을 계산합니다.
TensorFlow는 이러한 학습 과정을 수학적 연산과 자동 미분(Gradient Descent) 기법을 통해 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 돕습니다.


3. TensorFlow의 실제 활용 사례

TensorFlow는 다양한 산업에서 활용되고 있습니다.

  • 이미지 인식: 얼굴 인식, 자동차 번호판 인식, 의료 영상 분석
  • 자연어 처리: 번역기, 챗봇, 감정 분석
  • 추천 시스템: 유튜브, 넷플릭스, 쿠팡의 맞춤형 추천
  • 시계열 데이터 분석: 주가 예측, 날씨 예보

4. TensorFlow 기초 코드 예제

아래는 간단한 선형 회귀(Linear Regression) 예제입니다. 데이터를 기반으로 y = 2x + 1 관계를 학습하도록 하는 코드입니다.

import tensorflow as tf
import numpy as np

# 데이터 생성
x_train = np.array([1, 2, 3, 4], dtype=np.float32)
y_train = np.array([3, 5, 7, 9], dtype=np.float32)

# 변수 정의
W = tf.Variable(0.0)
b = tf.Variable(0.0)

# 학습률
learning_rate = 0.01

# 손실 함수 (MSE)
def loss():
    y_pred = W * x_train + b
    return tf.reduce_mean(tf.square(y_pred - y_train))

# 최적화 (경사하강법)
optimizer = tf.optimizers.SGD(learning_rate)

# 학습 실행
for step in range(1000):
    optimizer.minimize(loss, var_list=[W, b])
    if step % 100 == 0:
        print(f"Step {step}: W={W.numpy()}, b={b.numpy()}, loss={loss().numpy()}")

print(f"최종 결과: W={W.numpy()}, b={b.numpy()}")

5. 모델 성능을 끌어올리는 실전 팁

  • 하이퍼파라미터 튜닝: keras_tuner 라이브러리를 이용해 학습률·배치 크기·층 수를 자동 탐색합니다.
  • 데이터 증강(Data Augmentation): tf.image API로 회전·좌우 반전·밝기 조절을 적용해 데이터 다양성을 확보합니다.
  • Mixed Precision: tf.keras.mixed_precision.set_global_policy('mixed_float16')로 메모리 사용량을 낮추고 학습 속도를 개선합니다.

6. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1. TensorFlow 1.x와 2.x의 가장 큰 차이는?
A1. 2.x는 즉시 실행(Eager Execution)을 기본으로 채택해 파이썬 코드처럼 직관적으로 작성·디버깅할 수 있습니다.

Q2. 모델 학습 결과를 시각화하려면?
A2. tensorboard 명령어로 대시보드를 띄우고, 학습 곡선·파라미터 분포·그래프 구조를 웹에서 확인할 수 있습니다.

Q3. TPU를 사용하려면 어떻게 하나요?
A3. Google Colab Pro+ 또는 GCP TPU VM을 생성한 뒤, resolver = tf.distribute.cluster_resolver.TPUClusterResolver() 코드를 추가하면 됩니다.


TensorFlow는 초보자도 빠르게 머신러닝 모델을 구축하고, 전문가 수준까지 확장 가능한 강력한 플랫폼입니다. 본 글에서 소개한 설치 방법, 케라스 통합, 코드 예제, 프로젝트 아이디어를 차근차근 따라 해 보신다면 데이터에서 가치를 뽑아내는 AI 엔지니어링 역량을 기를 수 있습니다.

TensorFlow 2.1 + Python 3.10.16 + CUDA 설치 가이드

TensorFlow 2.1을 Python 3.10.16 환경에서 설치하고 GPU 가속을 위한 CUDA와 cuDNN을 설정하는 방법을 다룹니다. 초보자도 쉽게 따라할 수 있도록 주요 개념을 설명하며, 코드 실행을 통해 설치 및 환경 설정 과정을 직접 확인할 수 있습니다.

저도, 처음 시작하면서 많은 시도 끝에 나름대로 정리를 해보았습니다.

TensorFlow란?

TensorFlow는 Google이 개발한 오픈소스 딥러닝 라이브러리로, 인공지능(AI) 모델을 학습하고 실행하는 데 사용됩니다. GPU를 지원하여 대규모 연산을 빠르게 처리할 수 있으며, TensorFlow 2.0 이후부터는 GPU와 CPU를 단일 패키지(tensorflow)로 통합해 설치가 간편해졌습니다.

  • GPU가 있는 환경: 자동으로 GPU를 사용합니다.
  • GPU가 없는 환경: CPU 모드로 실행됩니다.

단, TensorFlow는 특정 CUDA 및 cuDNN 버전이 필요하므로 설치 전에 호환성을 확인해야 합니다.

TensorFlow와 CUDA/cuDNN 호환성

TensorFlow 버전Python 버전CUDA 버전cuDNN 버전
TF 2.11Python ≥3.8, ≤3.10CUDA 11.2cuDNN 8.1
TF 2.10Python ≥3.7, ≤3.10CUDA 11.2cuDNN 8.1
TF 2.9Python ≥3.7, ≤3.10CUDA 11.2cuDNN 8.1
TF 2.8Python ≥3.7, ≤3.9CUDA 11.2cuDNN 8.1
TF 2.7Python ≥3.6, ≤3.9CUDA 11.2cuDNN 8.1
TF 2.6Python ≥3.6, ≤3.9CUDA 11.2cuDNN 8.1
TF 2.5Python ≥3.6, ≤3.9CUDA 11.2cuDNN 8.x
TF 2.4Python ≥3.6, ≤3.9CUDA 11.0cuDNN 8.x

참고: 이 글에서는 TensorFlow 2.10을 기준으로 진행하며, Python 3.10과 CUDA 11.2, cuDNN 8.1을 사용합니다. 최신 CUDA(예: 12.x)는 공식 지원되지 않으니 주의하세요.

새로운 conda 환경 부터 설치합니다

아래는 conda와 pip를 활용해 TensorFlow 2.10과 GPU 환경을 설정하는 단계입니다. (※ anaconda 설치 필수!)

1. 새로운 conda 환경 생성 (Python 3.10.16)

conda create -n tf21_p31016 python=3.10.16 -y

2. 환경 활성화

conda activate tf21_p31016 
conda_activate_py31016

3. NVIDIA 드라이버 확인

Stable Diffusion을 GPU에서 실행하려면 NVIDIA 드라이버가 설치되어 있어야 합니다. 먼저 드라이버가 정상적으로 동작하는지 확인하세요.

nvidia-smi

정상적으로 GPU 정보가 출력되면 다음 단계로 이동합니다.

nvidia-smi
conda install -c conda-forge cudatoolkit=11.2 cudnn=8.1 -y
conda_install_cudatoolkit_cudnn

4. TensorFlow 2.10 및 함께 사용할 필수 라이브러리 설치

TensorFlow 2.10과 호환되는 NumPy, Matplotlib, pandas 버전을 고려해야 합니다. 각 라이브러리에 대한 간단한 설명과 호환성 최적화 버전으로 설치방법을 안내해 드립니다.

NumPy: 데이터를 수학적으로 다루는 데 필수적인 라이브러리입니다. 예를 들어, 인공지능 모델의 입력 데이터를 행렬 형태로 표현하고, 연산을 수행할 때 활용됩니다.

import numpy as np

# 3x3 행렬 생성
matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
print("NumPy 행렬:")
print(matrix)

실행 결과

NumPy 행렬:
[[1 2 3]
[4 5 6]
[7 8 9]]

Pandas: 데이터를 정리하고 분석하는 데 유용합니다. 실전 프로젝트에서는 CSV, 데이터베이스 등에서 데이터를 가져와 모델 학습을 위해 가공하는 과정이 필요합니다.

import pandas as pd

# 간단한 데이터 생성
data = {'이름': ['철수', '영희', '민수'], '점수': [85, 90, 78]}
df = pd.DataFrame(data)
print("Pandas 데이터프레임:")
print(df)

실행 결과

이름 점수
0 철수 85
1 영희 90
2 민수 78

Matplotlib: 데이터를 시각화하는 라이브러리입니다. 모델 학습 결과를 그래프로 표현하면 학습 진행 상황을 보다 쉽게 이해할 수 있습니다.

import matplotlib.pyplot as plt

# 데이터 준비
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [10, 20, 25, 30, 50]

# 그래프 그리기
plt.plot(x, y, marker='o')
plt.xlabel('X 축')
plt.ylabel('Y 축')
plt.title('간단한 선 그래프')
plt.show()

실행 결과

데이터를 처리하고 분석하며, 그 결과를 시각적으로 확인하는 과정은 매우 중요합니다. 이를 위해서는 NumPy, Matplotlib, Pandas와 같은 패키지들의 호환 가능한 버전을 사용하는 것이 필수적입니다. 이러한 패키지들을 한 번에 설치하려면 다음 명령어를 사용할 수 있습니다.

pip install tensorflow==2.10.0 numpy==1.23.3 pandas==2.2.3

※참고 : 왜 pip를 사용할까?

  • pip는 TensorFlow 공식 배포 채널로, 최신 버전과 완전한 기능을 제공합니다.
  • conda 기본 채널은 업데이트가 느리거나 일부 기능이 제한될 수 있습니다.

좀더, 자세한 설명은 다음 링크를 참고하시면 좋습니다.

Conda 와 Pip 차이

이제 최종적으로 설치 확인 및 GPU 사용여부가 제대로 출력 되는지 확인 해볼까요?

5. 설치 확인 및 GPU 사용 여부 확인

python -c "import tensorflow as tf; print(tf.config.list_physical_devices('GPU'))"

GPU 장치 목록이 출력되면 정상적으로 설정된 것입니다.

※ 추가 : 만약 패키지 설치 중 에 다음과 같이 Build Tools for Visual Studio 에러가 발생한다면, Visual Studio 2022 Build Tools 를 추가 설치해야 합니다!

building library “npymath” sources
error: Microsoft Visual C++ 14.0 is required. Get it with “Build Tools for Visual Studio”: https://visualstudio.microsoft.com/downloads/ “

이러한 에러가 발생하면 다음 Visual Studio Build Tools 를 추가로 설치하세요.

6. TensorFlow 설치완료 여부 확인

import tensorflow as tf 
import numpy as np 
import pandas as pd 
import matplotlib.pyplot as plt

print("TensorFlow version:", tf.__version__) 
print("NumPy version:", np.__version__) 
print("Pandas version:", pd.__version__)
print('CUDA Available:', tf.test.is_built_with_cuda())"
print(tf.config.list_physical_devices('GPU'))"
print_gpu

축하합니다! 이제, ​Python 3.10.16 환경에서 TensorFlow 2.10과 CUDA 11.2가 정상적으로 동작하며, TensorFlow에서 GPU 가속을 활용하여 딥러닝 모델을 학습할 수 있습니다. ​

위의 스크립트를 실행하여 각 라이브러리의 버전을 확인하고, CUDA 사용 가능 여부와 GPU 장치 목록을 출력합니다. 모든 정보가 정상적으로 출력되면, TensorFlow와 관련된 라이브러리들이 올바르게 설치되었으며, GPU 가속을 활용할 수 있는 환경이 구축되었음을 의미합니다. 추가 질문이 있다면 댓글로 남겨주세요!

순환 신경망(RNN)

순환 신경망(RNN)의 기본 개념

**순환 신경망(RNN, Recurrent Neural Network)**은 **시퀀스 데이터(연속된 데이터)**를 처리하는 데 특화된 신경망입니다.

RNN의 핵심 아이디어는 이전 시점의 출력을 현재 시점의 입력으로 사용하는 것입니다. 즉, RNN은 과거의 정보를 기억하고 이를 바탕으로 다음 정보를 예측하는 방식으로 작동합니다. 이처럼 과거의 정보를 ‘순환’시켜 가면서 데이터의 흐름을 처리하는 구조를 가지고 있습니다.

예를 들어, “**오늘 서울의 날씨는 맑고, 내일은 비가 올 것이다.”**라는 일기예보에 나온 문장을 처리한다고 가정해 봅시다. 첫 번째 문장에서 “오늘 날씨는 맑고”라는 정보가 후속 문장에서 “내일은 비가 올 것이다”라는 예측에 영향을 미쳐야 합니다. RNN은 이러한 방식으로 이전의 단어들이 다음 단어를 예측하는 데 중요한 역할을 하도록 훈련됩니다.

순환 신경망(RNN)의 작동 방식

  1. Unfold: RNN을 펼친 구조를 나타냅니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 시간의 흐름을 나타내며, 각 시점에서 RNN이 어떻게 동작하는지 보여줍니다.
  2. h: RNN의 출력(hidden state)을 나타냅니다. 각 시점에서의 출력은 이전 상태(하위 시점)와 현재 입력을 바탕으로 결정됩니다.
  3. Xt: 현재 시점의 입력 데이터를 나타냅니다.
  4. ht-1: 이전 시점의 hidden state(출력)입니다. 이전의 상태가 현재 시점에 영향을 미친다는 RNN의 순환 특성을 보여줍니다.
  5. L: 이 부분은 특정 요소나 조건을 나타내는 기호일 수 있지만, 맥락상 **레이어(layer)**를 의미하는 것 같습니다.
  6. w, u: 가중치(weight) 매개변수입니다. 입력과 이전 hidden state에서 가중치가 곱해져 현재 hidden state를 계산하는 데 사용됩니다.

표현하는 구조는 시간에 따른 순차적 정보 처리를 보여주며, **순환 신경망(RNN)**에서 중요한 점은 이전 시점의 정보가 현재 시점에 영향을 미친다는 점입니다. 즉, 이전 출력이 다음 입력에 포함되어 정보를 순차적으로 처리하게 된다는 것이 핵심입니다!

RNN의 한계: 장기 의존성 문제

하지만 RNN에는 한 가지 중요한 한계가 있습니다. 바로 **장기 의존성 문제(Long-Term Dependency Problem)**입니다. 시퀀스가 길어질수록, 즉 단어가 많아질수록 이전의 정보가 점점 희미해져서 후속 정보에 미치는 영향이 약해진다는 점입니다.

예를 들어, 뉴스에서 “내일은 비가 올 것이다”라는 예측을 할 때, 문장 초반에 나온 “오늘 날씨는 맑고” 라는 정보는 시간이 지남에 따라 점차 사라집니다. 즉, 시퀀스(시간)가 길어질수록 RNN은 이전의 중요한 정보를 기억하지 못하는 문제가 발생합니다.

RNN의 한계를 극복한 LSTM

이 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 **LSTM(Long Short-Term Memory)**입니다. LSTM은 RNN의 구조에서 **‘셀 상태(Cell State)’**라는 개념을 도입하여, 정보를 더 잘 기억하고 전달할 수 있도록 돕습니다. 셀 상태는 마치 **‘정보 고속도로’**처럼 정보를 계속해서 전달할 수 있게 해주며, 중요한 정보는 오래 기억하고, 필요 없는 정보는 버리는 방식으로 작동합니다.

순환 신경망(RNN)과 LSTM의 차이점

RNN과 LSTM의 가장 큰 차이는 정보를 얼마나 잘 기억할 수 있는가입니다. RNN은 시퀀스가 길어질수록 이전 정보를 잃어버리지만, LSTM은 정보 고속도로와 같은 셀 상태를 통해 긴 시퀀스에서도 중요한 정보를 유지하며 처리할 수 있습니다.

특성RNNLSTM
장기 의존성장기 의존성 문제 발생셀 상태를 사용해 장기 의존성 해결
구조간단한 구조셀 상태와 게이트를 포함한 복잡한 구조
적용 사례짧은 시퀀스 데이터 처리긴 시퀀스 데이터, 텍스트, 음성, 기계 번역 등

순환 신경망(RNN)의 활용 예시 (주식투자, 예측가능)

RNN은 주로 시간 순서가 중요한 데이터에서 많이 사용됩니다. 예를 들어, **자연어 처리(NLP)**에서는 단어 순서에 따라 문장의 의미가 달라지기 때문에 RNN이 효과적으로 사용됩니다. 음성 인식기계 번역주식 예측 등에서도 시퀀스 데이터가 중요하게 작용합니다.

  • 주식투자 관련한 파이선 프로그램을 준비 중 입니다.

기억하는 신경망 LSTM(Long Short-Term Memory), 어떻게 작동할까?

LSTM(Long Short-Term Memory)은 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN)의 한 종류로서, 시퀀스 데이터 (시계열 데이터, 텍스트 등)를 처리하기 위해 신경망 입니다. 이전에 배운 것들을 기억할 수 있도록 컴퓨터 의 “일기장” 을 바로 LSTM 이라고 할 수 있습니다. 즉, “일기장”을 찾아보면서 이전에 무슨 일이 있었는지 확인을 할 수 있으며 미래에 무슨 일이 일어날지 예측을 할 수 있습니다.

예를 들어, 작곡을 할 때, LSTM은 이전에 어떤 음이 나왔었는지 기억하고, 그 다음에 어떤 음이 나와야 할지 도와줍니다. 현재도 실제로 아티스트들은 이미 Ai를 통해 작곡을 하고 수 있습니다.

RNN(순환 신경망)은 이전 시점의 출력을 현재 시점의 입력에 포함시켜 정보를 순환시키는 구조를 가지고 있습니다. 하지만, 시퀀스가 길어질수록 이전 시점의 정보가 잘 전달되지 않는 ‘장기 의존성 문제’ 를 해결하기 위해 ‘셀 상태’라는 개념을 도입했습니다. 셀 상태는 LSTM 셀을 통과하는 동안 정보를 전달하는 ‘Information Highway’와 같습니다. LSTM에서는 게이트라는 구조를 통해 셀 상태에 어떤 정보를 추가하거나 제거할지 결정합니다. 이로 인해 LSTM은 긴 시퀀스에서도 이전 정보를 잘 기억하고 전달할 수 있습니다.

이 이미지는 LSTM “셀”의 내부 구조를 보여줍니다. 각각의 작은 박스는 다른 역할을 하는 “게이트”를 나타내고, 화살표는 정보가 어떻게 이동하는지를 보여줍니다. 이 중 가장 중요한 부분은 가장 위에 있는 수평선인 ‘셀 상태’입니다. 바로 “일기장”과 같은 역할을 하며 이를 통해 LSTM은 장기적인 정보를 저장하고 전달할 수 있습니다.

LSTM 활용 사례 : 자연어 처리(Natural Language Processing, NLP)

LSTM(Long Short-Term Memory)은 자연어 처리(NLP) 분야에서 탁월한 성능을 발휘하는 순환 신경망(RNN)의 한 종류입니다. 텍스트 데이터의 시간적 흐름과 문맥을 효과적으로 처리하여 다양한 NLP 작업에 활용되고 있습니다.

자연어처리(NLP)는 우리가 사용하는 자연어를 컴퓨터가 이해하고 처리할 수 있도록 돕는 기술입니다. 예를 들어, 우리가 “장보기 목록에 계란과 우유 추가”라고 말할 때, 인간은 이 말을 쉽게 이해하지만, 컴퓨터는 이를 처리하기 어려운 비구조적인 텍스트로 간주합니다. NLP는 이러한 비구조적인 텍스트를 컴퓨터가 이해할 수 있는 구조화된 형태로 변환합니다.

*참고: IBM Technology 영상 : 내용정리가 상당한 수준이라 강추!!

NLP는 크게 두 가지 중요한 과정, 즉 자연어 이해(NLU)와 자연어 생성(NLG)으로 나뉩니다. NLU는 비구조적 데이터를 구조적으로 변환하는 과정이며, NLG는 구조적 데이터를 다시 비구조적 데이터로 변환하는 과정입니다.

NLP의 주요 활용 사례

  • 기계 번역: NLP는 문장 전체의 맥락을 이해하여 정확한 번역을 제공합니다. 예를 들어, “정신은 의지가 있지만, 육체는 약하다”라는 문장을 번역할 때, 단어 단위 번역이 아닌 문맥을 고려하여 번역이 필요합니다.
  • 가상 비서 및 챗봇: Siri나 Alexa와 같은 가상 비서는 사용자의 음성 명령을 이해하고 실행합니다. 또한, 챗봇은 사용자의 글을 이해하고 이에 맞는 답변을 제공합니다.
  • 감정 분석: 이메일이나 제품 리뷰를 분석하여 긍정적인 감정인지, 부정적인 감정인지, 심지어는 비꼬는 표현이 포함된 것인지 판단합니다.
  • 스팸 감지: 이메일 메시지에서 스팸을 판별하는 데에도 NLP가 활용됩니다. 과도하게 사용된 단어, 부적절한 문법, 긴급함을 강조하는 표현 등을 통해 스팸 여부를 판단할 수 있습니다.

NLP의 동작 원리

NLP(자연어처리)는 하나의 알고리즘만 사용하는 것이 아니라, 여러 도구들을 조합해서 다양한 문제를 해결합니다. NLP가 작동하는 과정을 쉽게 설명하면 다음과 같습니다.

먼저, 컴퓨터가 처리할 텍스트는 비구조적 텍스트입니다. 예를 들어, 사람이 쓰는 일상적인 문장들이 바로 비구조적 텍스트죠. 이 텍스트는 컴퓨터가 바로 이해하기 어려운 형태이기 때문에, 먼저 **토큰화(tokenization)**라는 과정을 거쳐서 텍스트를 작은 단위로 나눕니다. 예를 들어, “오늘 날씨는 맑아요”라는 문장이 있으면, 이 문장은 “오늘”, “날씨는”, “맑아요”처럼 작은 단어로 나눠집니다.

이후, 각 단어의 어근 추출(stemming) 또는 **표제어 추출(lemmatization)**을 통해 단어의 기본 형태를 찾습니다. 예를 들어, “달리다”, “달린다”, “달리고”와 같은 단어들이 있을 때, 이들을 “달리다”라는 기본형으로 바꾸는 작업이 이루어집니다.

그 다음에는 각 단어가 문장에서 어떤 역할을 하는지 판단하는 **품사 태깅(part-of-speech tagging)**을 합니다. 예를 들어, “밥을 먹다”라는 문장에서 “밥”은 명사이고 “먹다”는 동사라는 것을 구분하는 과정입니다.

또한, **명명된 엔티티 인식(NER)**을 통해 텍스트 속에 중요한 정보가 있는지 확인합니다. 예를 들어, “서울에 있는 경복궁은 유명한 관광지입니다”라는 문장에서 “서울”은 장소, “경복궁”은 특정 명사(관광지의 이름)로 인식됩니다.

이 모든 과정을 거친 후, NLP는 인간이 사용하는 언어를 컴퓨터가 이해할 수 있는 구조적 데이터로 변환합니다. 이 구조적 데이터는 이후 다양한 AI 응용 프로그램에서 활용될 수 있습니다.

대형 언어 모델(LLM)의 작동 원리와 학습 과정

요즘 ChatGPT 번역 능력이 너무 좋아서 가끔이게 진짜 사람이랑 뭐가 다르지?” 싶은 순간이 많습니다. 영화나 원서 번역 실무현장에서도 실제로 많이 사용되고 있죠. 그런데 모델들은 어떻게 이렇게 방대한 지식을 쌓고 발전할까요? 그냥 인터넷에 있는 내용을 긁어다가 정리하는 걸까요? 아니면 진짜로 무언가를 배우고 기억하는 걸까요?

1. LLM의 기본 원리

1) 텍스트를 숫자로 바꾸는 첫걸음: 토큰화와 임베딩

AI가 인간처럼 텍스트를 이해하려면, 우선 글자를 숫자로 바꾸는 과정이 필요합니다. 예를 들어 “고양이”라는 단어를 숫자로 바꾸면, LLM은 (0.24, -0.5, 1.2, …) 같은 벡터로 변환해 저장하게 됩니다. 우리는 이 과정을 토큰화(Tokenization) → **임베딩(Embedding)** 이라고 정의 합니다.

이렇게 변환된 숫자 벡터들은 결국 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태가 되며, 각 단어(혹은 토큰) 사이의 관계를 학습하는 데 활용이 되고 있습니다.

2) 핵심 기술: 트랜스포머(Transformer) 아키텍처

LLM의 심장은 바로 트랜스포머(Transformer) 모델 입니다. 이 구조에서 가장 중요한 개념은 **어텐션(Attention)**이라고 부르는 메커니즘인데, 간단히 말하면 “문장에서 어떤 단어가 중요한지 찾아내는 기술” 입니다.

*출처 : AISchool – ChatGPT의 원리 – 대규모 언어 모델 (LLM) 개념 정리

예를 들어 “나는 어제 밤에 고양이와 놀았다.”라는 문장이 있으면, “놀았다”라는 동사가 어떤 대상과 연결되는지(즉, “고양이”)를 이해해야 해. 어텐션 메커니즘은 이런 관계를 자동으로 찾아주고, 문맥을 더 깊이 있게 파악할 수 있도록 도와줄 수 있지요 ㅎ

2. LLM이 지식을 쌓는 과정

1) 첫 번째 단계: 사전 학습(Pre-training)

지능형 언어 모델(LLM)은 처음부터 인간처럼 지능적이지 않습니다. 수많은 학자들의 연구와 개발을 통해, LLM은 방대한 양의 텍스트 데이터를 학습하는 사전 학습(Pre-training) 단계를 거칩니다. 이 과정에서 모델은 문법, 어휘, 문맥 등 언어의 다양한 패턴을 이해하게 됩니다. 이러한 사전 학습을 통해 LLM은 언어에 대한 기본적인 이해를 습득하며, 이후 특정 작업이나 분야에 맞게 **미세 조정(Fine-tuning)**을 통해 성능을 향상시키게 됩니다.

  1. 대량의 텍스트 데이터 수집: 인터넷에 있는 위키백과, 뉴스, 논문, 소설, 블로그 등을 수집합니다.
  2. 패턴 학습: 문장에서 단어가 어떤 순서로 등장하는지, 문법적으로 어떤 규칙이 있는지를 학습 하구요.
  3. 다음 단어 예측(NWP, Next Word Prediction): “나는 어제 밤에 ___와 놀았다.” 같은 문장에서 빈칸에 어떤 단어가 올지 맞히는 방식으로 학습이 진행됩니다.

이 과정을 거치면서 모델 내부의 수많은 **파라미터(Parameters, 가중치)**가 업데이트되며 지식이 축적이 되는 구조에요.

예제: “나는 커피를 마셨다.” 같은 문장을 보면, LLM은 과거 데이터를 참고해 “커피”와 자주 등장하는 단어(예: 마시다, 카페인, 아침)를 예측하는 식으로 학습해.

2) 두 번째 단계: 미세 조정(Fine-tuning)

사전 학습을 마친 모델은 말 그대로 “기본적인 언어 감각”을 익힌 상태가 됩니다. 하지만, 이를 좀 더 특정한 분야(예: 법률, 의학, 코딩)에 맞게 조정하는 게 바로 미세 조정(Fine-tuning) 단계 를 거쳐야 다음 단계로 나아 갈 수 있습니다.

*출처 : 모두의연구소 -LLM 모델 기반 서비스 실전 가이드

  • 의학 챗봇이라면? → 의료 논문과 진료 기록을 추가 학습시킴
  • 법률 AI라면? → 판례와 법 조항을 학습시킴
  • 코딩 AI라면? → GitHub의 코드 저장소 데이터를 학습시킴

이 과정 덕분에 같은 LLM이라도 활용 분야에 따라 맞춤형 성능을 낼 수 있게 됩니다.

3) 세 번째 단계: 인간 피드백을 통한 강화 학습(RLHF)

ChatGPT 같은 모델들은 단순히 데이터를 학습하는 것에서 끝나지 않고, **RLHF(Reinforcement Learning from Human Feedback, 인간 피드백을 통한 강화 학습)**라는 과정도 거치게 됩니다.

쉽게 말하면 사람들이 모델의 응답을 평가하고, 더 좋은 답변을 만들도록 모델을 조정하는 과정 입니다.

  1. AI가 답변을 생성하면, 사람 평가자가 “이 답변이 괜찮은지”를 평가함.
  2. 평가를 바탕으로 AI가 더 좋은 답변을 하도록 가중치를 조정함.
  3. 이 과정을 반복하면서 모델의 품질이 점점 개선됨.

이렇게 하면 LLM이 엉뚱한 소리를 하거나, 부정확한 정보를 제공하는 확률을 낮출 수 있는 것 입니다.

3. LLM의 한계와 미래

1) 기억력이 부족하다?

LLM은 대화를 나눌수록 이전 내용을 잊어버리는 경우가 많아. 기본적으로 긴 맥락을 유지하는 능력이 제한적이기 때문일 수도 있어요.

*출처 : 엔드플랜 Endplan AI

  • 해결책으로 메모리 모듈을 추가하거나, RAG(Retrieval-Augmented Generation) 같은 검색 기반 기술을 접목하는 연구가 활발하게 진행 되고 있습니다.

2) 학습 데이터가 편향될 수 있다?

AI가 인터넷에서 학습하다 보면, 데이터에 담긴 **편향(Bias)**이 그대로 반영될 위험이 있어.

  • 이를 해결하기 위해 다양한 문화, 언어, 성별, 인종을 고려한 데이터셋을 구축하려는 노력이 진행 중입니댜.

3) 업데이트가 쉽지 않다?

한 번 학습된 모델을 다시 업데이트하려면 엄청난 계산 비용이 들게 되기 때문에 최근에는 “LoRA, Adapter Layers” 같은 기법을 활용해, 기존 모델을 빠르게 업데이트하는 방법이 연구되고 있다고 합니다.

LLM이 어떻게 지식을 쌓고 발전하는지 간단하게 한마디로 정리하자면

  • 사전 학습 → 엄청난 양의 텍스트를 읽고 패턴을 익힘
  • 미세 조정 → 특정 분야에 맞춰 추가 학습
  • 인간 피드백 반영 → 더 나은 답변을 생성하도록 튜닝

결론적으로, LLM은 지속적인 발전을 거듭하며 단순한 언어 생성 도구를 넘어 인간의 창의성과 협업하는 강력한 도구로 자리 잡아가고 있습니다. 지금 이 순간에도 새로운 AI 기술과 정보가 쏟아지고 있으며, 이러한 변화를 효과적으로 활용하는 것이 중요합니다. 변화의 흐름에 맞춰 AI를 이해하고 실용적으로 활용하는 방법을 익혀 나간다면, 더 많은 가능성을 열어갈 수 있을 것입니다.

내가 찍은 사진, 어디서 촬영했을까?Google 지도에서 확인하는 법

여행을 떠나며 우리는 수많은 사진을 찍습니다. 그런데 이 사진들 속에는 단순한 이미지 이상의 정보가 담겨 있다는 사실, 알고 계셨나요? 바로 EXIF 데이터입니다. 이 데이터를 활용하면 우리가 방문한 장소와 시간을 추적하고, 더 나아가 주변의 멋진 관광지나 맛집까지 추천받을 수 있습니다.

* 사전 지식 요건 : flask, python, Maps JavaScript API 에서 google map 에 접근 할 수 있는 api 를 발급 해야 합니다.

EXIF 데이터란 무엇인가요?

EXIF(Exchangeable Image File Format)는 디지털 사진 파일에 포함된 메타데이터로, 촬영 날짜, 시간, 카메라 설정, GPS 위치 정보 등 다양한 정보를 담고 있습니다. 특히 GPS 정보는 사진이 촬영된 정확한 위치를 알려주어 여행 경로를 재구성하는 데 큰 도움이 됩니다.

Camara EXIF
Camara EXIF

내가 사진을 촬영했던 장소는 어디였을까?

먼저, google maps api key 를 이용하여, google map 에 위치를 띄워보는 연습부터 해볼수 있습니다!

여기선 vscode 를 사용하여 개발했습니다.

1. 필수 라이브러리 설치

pip install flask pillow

2. Flask 서버 코드 작성

app.py 파일명으로 다음 코드를 작성 합니다.

import os
from flask import Flask, render_template, request, redirect, flash
from PIL import Image, ExifTags

app = Flask(__name__)
app.secret_key = 'your_secret_key'
UPLOAD_FOLDER = 'uploads'
if not os.path.exists(UPLOAD_FOLDER):
os.makedirs(UPLOAD_FOLDER)
app.config['UPLOAD_FOLDER'] = UPLOAD_FOLDER

def get_exif_data(image):
"""이미지에서 EXIF 데이터를 추출하고, GPS 정보를 분리하여 반환"""
exif_data = {}
info = image._getexif()
if info is None:
return exif_data
for tag, value in info.items():
decoded = ExifTags.TAGS.get(tag, tag)
if decoded == "GPSInfo":
gps_data = {}
for t in value:
sub_decoded = ExifTags.GPSTAGS.get(t, t)
gps_data[sub_decoded] = value[t]
exif_data[decoded] = gps_data
else:
exif_data[decoded] = value
return exif_data

def get_decimal_from_dms(dms, ref):
"""GPS 좌표(DMS)를 십진수로 변환"""
degrees = dms[0][0] / dms[0][1]
minutes = dms[1][0] / dms[1][1]
seconds = dms[2][0] / dms[2][1]
decimal = degrees + minutes / 60 + seconds / 3600
if ref in ['S', 'W']:
decimal = -decimal
return decimal

def get_lat_lon(exif_data):
"""EXIF 데이터에서 위도와 경도를 추출"""
lat = None
lon = None
if "GPSInfo" in exif_data:
gps_info = exif_data["GPSInfo"]
if ("GPSLatitude" in gps_info and "GPSLatitudeRef" in gps_info and
"GPSLongitude" in gps_info and "GPSLongitudeRef" in gps_info):
lat = get_decimal_from_dms(gps_info["GPSLatitude"], gps_info["GPSLatitudeRef"])
lon = get_decimal_from_dms(gps_info["GPSLongitude"], gps_info["GPSLongitudeRef"])
return lat, lon

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
if request.method == 'POST':
if 'photo' not in request.files:
flash('파일이 없습니다')
return redirect(request.url)
file = request.files['photo']
if file.filename == '':
flash('선택된 파일이 없습니다')
return redirect(request.url)
if file:
filepath = os.path.join(app.config['UPLOAD_FOLDER'], file.filename)
file.save(filepath)
image = Image.open(filepath)
exif_data = get_exif_data(image)
lat, lon = get_lat_lon(exif_data)
if lat and lon:
# 추출한 좌표와 파일명을 map.html 템플릿으로 전달
return render_template('map.html', lat=lat, lon=lon, filename=file.filename)
else:
flash('GPS 정보가 없는 이미지입니다')
return redirect(request.url)
return render_template('upload.html')

if __name__ == '__main__':
app.run(debug=True)

3. HTML 템플릿 구성

Flask 템플릿 디렉터리(templates)에 두 개의 HTML 파일을 생성합니다.

3.1. 이미지 업로드 페이지 (templates/upload.html)

이미지를 업로드할 수 있는 간단한 폼을 구성합니다.

<pre>
&lt;!doctype html&gt;
&lt;html&gt;
&lt;head&gt;
  &lt;meta charset="utf-8"&gt;
  &lt;title&gt;이미지 업로드&lt;/title&gt;
&lt;/head&gt;
&lt;body&gt;
  &lt;h1&gt;이미지 업로드&lt;/h1&gt;
  {% with messages = get_flashed_messages() %}
  {% if messages %}
    &lt;ul&gt;
    {% for message in messages %}
      &lt;li&gt;{{ message }}&lt;/li&gt;
    {% endfor %}
    &lt;/ul&gt;
  {% endif %}
  {% endwith %}
  &lt;form method="post" enctype="multipart/form-data"&gt;
    &lt;input type="file" name="photo" accept="image/*"&gt;
    &lt;input type="submit" value="업로드"&gt;
  &lt;/form&gt;
&lt;/body&gt;
&lt;/html&gt;
</pre>

4.2. 구글지도 표시 페이지 (templates/map.html)

<pre>
&lt;!doctype html&gt;
&lt;html&gt;
&lt;head&gt;
  &lt;meta charset="utf-8"&gt;
  &lt;title&gt;구글지도에 위치 표시&lt;/title&gt;
  &lt;style&gt;
    #map {
      height: 500px;
      width: 100%;
    }
  &lt;/style&gt;
  &lt;script src="https://maps.googleapis.com/maps/api/js?key=YOUR_GOOGLE_MAPS_API_KEY"&gt;&lt;/script&gt;
  &lt;script&gt;
    function initMap() {
      var location = {lat: {{ lat }}, lng: {{ lon }}};
      var map = new google.maps.Map(document.getElementById('map'), {
        zoom: 15,
        center: location
      });
      var marker = new google.maps.Marker({
        position: location,
        map: map,
        title: '사진 촬영 위치'
      });
    }
  &lt;/script&gt;
&lt;/head&gt;
&lt;body onload="initMap()"&gt;
  &lt;h1&gt;사진 촬영 위치&lt;/h1&gt;
  &lt;div id="map"&gt;&lt;/div&gt;
  &lt;p&gt;업로드한 파일: {{ filename }}&lt;/p&gt;
&lt;/body&gt;
&lt;/html&gt;
</pre>

업로드된 이미지에서 추출한 GPS 좌표를 활용해 구글 지도에 마커를 표시합니다. 반드시 아래 코드에서 YOUR_GOOGLE_MAPS_API_KEY 부분을 본인의 구글 API 키로 변경하세요.

5. 실행하기

1. app.py (오른쪽 상단 실행 버튼 을 누르고 서버 화면을 띄웁니다)

app.py
파이썬 실행

2.http://127.0.0.1:5000/ 주소로 접속 후 이미지를 업로드 하면 google map 화면에 다음과 같이 촬영 장소가 표시 됩니다.

localhost

3. 촬영 장소 를 상세히 확인을 할 수가 있습니다.

google maps

촬영한 장소를 파이썬 프로그램을 통해 간단히 지도에 표시하는 기능을 테스트 했습니다.

이제 다음 단계로, 해당 위치 주변의 맛집과 관광지 정보를 함께 표시하는 기능을 추가해보겠습니다. 사진의 EXIF 정보를 통해 주변의 흥미로운 장소들을 발견하여 새로운 여행 계획까지 가능 하구요!

AI 학습을 위한 VRAM의 중요성과 RTX 5090의 최신 동향

인공지능(AI)과 고사양 게임을 가능하게 하는 핵심 장치 중 하나가 바로 **그래픽 카드(GPU, Graphics Processing Unit)**입니다. GPU는 단순한 이미지 처리 장치를 넘어 초당 수십조 개의 연산을 수행하는 병렬 연산의 강력한 엔진으로 발전해 왔습니다. 특히 AI 모델을 학습하고 실행할 때 **VRAM(비디오 메모리)**의 크기가 중요한 역할을 합니다. 그렇다면 왜 VRAM이 AI 학습에 필수적일까요?

VRAM

1. VRAM이 필요한 이유

1) 데이터와 모델의 크기

딥러닝 모델은 이미지, 텍스트 등의 대량 데이터를 처리하며, 이 데이터를 GPU에서 빠르게 연산하기 위해 VRAM에 로드합니다. 모델의 크기도 VRAM을 차지하는데, 특히 파라미터 수가 많고 층이 깊은 대형 모델일수록 더 많은 VRAM이 필요합니다. 만약 VRAM이 부족하면 학습이나 추론이 원활히 이루어지지 않습니다.

2) 배치 크기(batch size) 설정

AI 모델을 훈련할 때 한 번에 처리하는 데이터 묶음을 배치(batch)라고 합니다. 배치 크기가 클수록 학습 속도가 빨라지고 모델 성능도 향상될 가능성이 높지만, 그만큼 더 많은 VRAM이 필요합니다. VRAM 용량이 부족하면 배치 크기를 줄여야 하고, 이는 학습 속도와 성능 저하로 이어질 수 있습니다.

3) 계산 효율성

딥러닝에서는 중간 계산 결과를 저장하기 위해 VRAM이 사용됩니다. 특히 훈련 중에는 역전파(backpropagation) 계산을 위해 중간 결과값이 VRAM에 저장됩니다. VRAM이 충분해야 중간 계산 결과를 모두 저장하고 빠르게 계산을 수행할 수 있어 학습 성능이 향상됩니다.

4) 최신 AI 모델의 실행 필수 조건

최근의 AI 모델은 이미지 생성, 자연어 처리와 같은 복잡한 연산을 수행하며, 대량의 VRAM을 필요로 합니다. 예를 들어, Stable Diffusion과 같은 텍스트-이미지 변환 모델, GPT-4와 같은 자연어 처리 모델은 수많은 데이터와 모델 파라미터를 GPU에 올려야 원활하게 실행됩니다.

2. GPU의 연산 성능과 VRAM의 관계

1) GPU 연산 성능 비교

최신 GPU는 엄청난 연산 성능을 자랑합니다. 이를 게임 연산과 비교하면 GPU의 중요성을 쉽게 이해할 수 있습니다.

GPU는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 아키텍처를 활용하여 다량의 3D 데이터를 병렬 연산합니다. 예를 들어, 게임 내 3D 모델의 좌표 변환에서 하나의 연산 명령을 수천 개의 좌표에 적용하여 효율적으로 연산합니다.

1996년: 마리오 64와 1억 번의 연산

mario64
마리오 64, 닌텐도(1996)

1996년, 세상은 닌텐도 64의 슈퍼 마리오 64를 처음 만났습니다. 입체적인 3D 공간에서 마리오가 뛰고, 구르고, 점프하며 코인을 모으던 그때, 여러분이 마리오를 조작할 때마다 초당 1억 번의 연산이 이루어지고 있었습니다.

그런데 이 수치가 감이 잘 안 오신다고요? 그럼 이렇게 생각해 보세요. 만약 사람이 초당 한 번씩 수학 문제를 푼다고 하면, 마리오 64를 부드럽게 돌리려면 1억 명의 사람이 동시에 계산을 해야 한다는 뜻입니다. 네, 그 당시엔 정말 엄청난 기술이었죠!

2011년: 마인크래프트와 1천억 번의 연산

minecraft
minecraft, 마이크로소프트(2011)

시간이 흘러 2011년, 픽셀 블록으로 이루어진 마인크래프트가 등장했습니다. 그래픽이 단순해 보여도, 사실 이 게임은 어마어마한 연산을 필요로 합니다.

플레이어가 한 블록을 부수면, 주변 블록이 영향을 받고 물리 연산이 적용되며, 그림자와 빛의 반사도 계산됩니다. 한 번의 블록 제거가 연쇄적인 계산을 일으키며, 초당 1천억 번의 연산이 필요했죠.

마리오 64와 비교하면 무려 1,000배 더 많은 연산을 필요로 합니다. 이제는 1억 명이 아니라 10억 명의 사람이 동시에 계산해야 하는 수준이 된 거죠.

2020년: 사이버펑크 2077과 36조 번의 연산

cyberpunk2077
사이버펑크 2077, CD PROJEKT(2020)

그리고 2020년, 가장 화려한 비주얼을 자랑하는 사이버펑크 2077이 출시됩니다. 초기 버그와 최적화 문제로 논란이 컸으나, 지속적 패치와 확장팩으로 완성도를 높여 현재는 호평받고 있습니다. 반짝이는 네온사인, 거리를 가득 채운 NPC, 차량의 광택, 빛의 반사와 그림자까지… 모든 요소가 초당 36조 번의 연산을 수행해야 비로소 완벽한 몰입감을 제공합니다.

이 숫자가 얼마나 클까요?

  • 마리오 64 대비 36만 배
  • 마인크래프트 대비 360배

지구상의 모든 사람이 1초에 한 번씩 계산을 해도 4,400개의 지구가 필요할 만큼 어마어마한 수치입니다. 이 정도면 거의 ‘신의 영역’이죠.

2024년: MS 플라이트 시뮬레이터 2024와 현실과 같은 하늘

FightSimulator2024
Fight Simulator 2024, 마이크로소프트(2024)

올해 출시된 마이크로소프트 플라이트 시뮬레이터 2024는 단순한 게임이 아닙니다.

  • 전 세계 모든 공항과 도시가 구현되고,
  • 실시간 날씨 변화와 공기 흐름까지 계산하며,
  • 비행기의 모든 기기와 엔진 작동을 현실처럼 재현합니다.

이 모든 걸 실시간으로 계산하려면 어마어마한 GPU 성능이 필요합니다. 최신 RTX 50 시리즈가 아니면 부드럽게 돌리기도 힘들 정도죠.

이처럼 게임의 발전과 함께 GPU의 연산 성능이 급격히 증가해왔으며, AI 모델 학습에서도 GPU의 고성능 연산 능력이 필수적입니다.

2) CPU vs GPU: 차이점과 역할

항목CPU(중앙처리장치)GPU(그래픽처리장치)
코어 개수24개 내외10,000개 이상
연산 속도빠르지만 병렬 연산에 약함대량 연산을 병렬로 처리
유연성운영체제 실행, 다양한 프로그램 가능단순 연산 전용
비유점보 여객기(빠르지만 처리량 제한)대형 화물선(속도는 느리지만 대량 처리 가능)

AI 학습과 같은 대량 연산 작업에서는 CPU보다 GPU가 더 적합하며, 특히 VRAM이 넉넉한 GPU가 필요합니다.

최근 엔비디아는 AI와 고사양 게임 분야에서의 수요를 충족하기 위해 GeForce RTX 50 시리즈를 출시했습니다. 이 시리즈는 새로운 Blackwell 아키텍처를 기반으로 하며, 이전 세대보다 향상된 성능과 효율성을 제공합니다. 그럼 GeForce RTX 50 에 대하여 간단히 알아볼까요?

4. GeForce RTX 50 시리즈의 특징

rtx 5090
rtx 5090, nvida

RTX 50 시리즈는 GDDR7 메모리를 탑재하여 데이터 전송 속도와 대역폭을 크게 향상시켰습니다. 예를 들어, RTX 5090은 32GB의 GDDR7 메모리를 장착하여 복잡한 AI 모델과 고해상도 게임을 원활하게 처리할 수 있습니다. 또한, 이 시리즈는 DLSS 4 기술을 통해 AI 기반 프레임 생성을 지원하여 그래픽 성능을 극대화합니다.

그러나 엔비디아의 GeForce RTX 50 시리즈 출시 이후, 국내 시장에서는 그래픽카드 가격이 급등하고 있습니다. 특히, RTX 5090과 RTX 5080 모델은 한정된 초기 물량으로 인해 품귀 현상을 빚으며, 출시 직후 완판되는 상황이 발생했습니다. 엔비디아는 RTX 5080의 레퍼런스(표준 모델) 출고 가격을 999달러(약 144만 원)로 책정했으나, 국내 유통 과정에서 가격이 크게 상승하여 220만 원에서 280만 원 이상에 판매되고 있습니다. 최상위 모델인 RTX 5090의 경우, 출시 첫날 360만 원대에 소량 판매되었으나, 중고 거래 사이트에서는 500만 원에서 600만 원대의 웃돈이 붙은 거래가 이루어지고 있습니다.

이러한 현상의 주요 원인 중 하나는 엔비디아가 인공지능(AI) 수요 증가에 대응하기 위해 산업용 GPU 생산에 집중하면서, 일반 소비자용 GPU 공급이 줄어든 데 있습니다. AI 기술의 발전과 함께 데이터 센터 및 연구 기관에서 고성능 GPU에 대한 수요가 폭발적으로 증가하였고, 엔비디아는 이러한 시장의 요구를 충족시키기 위해 자원을 재배치하고 있습니다.

엔비디아는 2016년 딥러닝 전용 GPU인 Tesla P100을 발표하며 AI 및 데이터 센터 시장으로의 진출을 본격화했습니다. 이후 AI 연구와 자율 주행 기술의 발전으로 GPU 수요가 급증하였고, 엔비디아는 AI와 데이터 센터 사업에서 큰 성장을 이루었습니다. 이러한 전략적 사업 확장은 엔비디아를 AI 시장의 선도 기업으로 자리매김하게 했으며, 현재 AI 반도체 산업의 밸류 체인을 주도하고 있습니다.

그러나 이러한 산업용 GPU 생산 집중은 일반 소비자용 GPU의 공급 부족으로 이어져, RTX 50 시리즈와 같은 최신 그래픽카드의 가격 상승과 품귀 현상을 초래하고 있습니다. 엔비디아는 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 노력을 기울이고 있으며, AI 시장과 소비자 시장의 균형을 맞추기 위한 전략을 지속적으로 모색하고 있습니다.

1) 향상된 VRAM 및 연산 성능

RTX 50 시리즈는 GDDR7 메모리를 탑재하여 데이터 전송 속도와 대역폭을 크게 향상시켰습니다. 예를 들어, RTX 5090은 32GB의 GDDR7 메모리를 장착하여 복잡한 AI 모델과 고해상도 게임을 원활하게 처리할 수 있습니다. 또한, 이 시리즈는 DLSS 4 기술을 통해 AI 기반 프레임 생성을 지원하여 그래픽 성능을 극대화합니다.

2) 다양한 모델 구성

RTX 50 시리즈는 다양한 사용자 요구를 충족하기 위해 여러 모델로 출시되었습니다. RTX 5070 Ti는 16GB의 GDDR7 메모리를 탑재하여 1440p 해상도에서 우수한 성능을 제공하며, RTX 5080은 16GB의 메모리로 4K 게이밍과 AI 연산에 최적화되어 있습니다. 최상위 모델인 RTX 5090은 32GB의 메모리와 뛰어난 연산 능력으로 최고 수준의 성능을 자랑합니다.

엔비디아의 최신 GeForce RTX 50 시리즈 그래픽카드가 국내 시장에 출시되면서, 공식 발표된 가격과 환율을 고려한 예상 가격 간의 차이가 논란이 되고 있습니다. 아래 표는 각 모델의 미국 출시 가격과 이를 환율(1달러 = 1,452원)로 환산한 예상 가격, 그리고 엔비디아 공식 홈페이지에 공개된 국내 출고가를 비교한 것입니다.

모델미국 출시 가격(USD)환율 적용 예상 가격(KRW)국내 출고가(KRW)가격 차이율(%)
RTX 5090$1,999약 2,900,000원3,699,000원약 27.4%
RTX 5080$999약 1,450,000원1,899,000원약 30.8%
RTX 5070 Ti$749약 1,080,000원1,399,000원약 29.5%
RTX 5070$549약 790,000원1,009,000원약 27.7%

참고: 환율은 2025년 1월 7일 기준 1달러 = 1,452원으로 계산되었습니다.

VRAM이 AI 학습에 중요한 이유: 딥러닝에서 비디오 메모리의 역할과 필요성

VRAM(Video Random Access Memory)은 그래픽 카드(GPU)에 탑재된 메모리로, 영상 처리 및 그래픽 연산을 담당하는 고속 메모리입니다. 일반적으로 게임, 영상 편집, 3D 모델링 등에 사용되지만, 최근에는 인공지능(AI)과 딥러닝(deep learning) 학습에서도 핵심적인 역할을 합니다.

NVIDIA GPU 아키텍처 (*내부 구조를 시각적으로 나타낸 블록 다이어 램)

1. VRAM이란 무엇인가?

VRAM(Video Random Access Memory)은 **GPU(Graphics Processing Unit)**가 데이터를 빠르게 처리할 수 있도록 설계된 고속 메모리입니다. 그래픽 렌더링뿐만 아니라 딥러닝, AI 모델 학습, 데이터 분석 등 고성능 컴퓨팅 작업에서도 필수적인 역할을 합니다.

딥러닝에서는 GPU가 수천 개의 코어를 활용하여 병렬 연산을 수행하는데, 이때 데이터(이미지, 텐서 등)를 저장하고 빠르게 처리하기 위해 VRAM이 필요합니다. VRAM이 부족하면 학습 속도가 느려지고, 심한 경우 학습 자체가 불가능할 수도 있습니다.

import torch
print(f"사용 가능한 VRAM: {torch.cuda.memory_allocated(0)/1024**3:.2f}GB")

* PyTorch로 VRAM 사용량 확인이 가능합니다.(PyTorch 라이브러리 설치 필수)

2. VRAM의 역할: AI 학습에서 중요한 이유

2.1 데이터 로드 및 저장

딥러닝 모델을 학습하려면 대량의 데이터(이미지, 텍스트, 오디오, 비디오 등)를 빠르게 로드해야 합니다. VRAM이 크면 더 많은 데이터를 한 번에 GPU로 로드할 수 있어 학습 속도가 빨라집니다. 반면 VRAM이 부족하면 데이터를 CPU RAM에서 불러와야 하는데, 이 과정은 속도를 크게 저하시킵니다.

2.2 모델 크기와 VRAM의 관계

딥러닝 모델은 대량의 데이터를 빠르게 로드해야 합니다. VRAM이 크면 더 많은 데이터를 한 번에 GPU로 로드할 수 있어 학습 속도가 빨라지며, 부족하면 CPU RAM을 사용하게 되어 속도가 크게 저하됩니다. 딥러닝 모델이 크면 더 많은 가중치(Weights)와 활성화 값(Activations) 을 저장해야 하므로 VRAM 사용량이 증가합니다.

용도필요 VRAM
간단한 모델 학습 (MNIST, CIFAR-10)4~8GB
중급 모델 (ResNet, U-Net, Transformer)12~16GB
대형 모델 (GPT-3, Stable Diffusion)24~48GB
초대형 모델 (LLaMA, GPT-4)48GB 이상 또는 멀티 GPU

예를 들어, Stable Diffusion을 사용해 512×512 크기의 이미지를 생성하려면 최소 4GB VRAM이 필요하며, 1024×1024 해상도에서는 12GB 이상이 필요합니다.

2.3 배치 크기(Batch Size)와 VRAM

배치 크기(Batch Size)는 한 번에 학습하는 데이터 개수를 의미합니다. 배치 크기가 크면 학습 속도가 빨라지지만, 더 많은 VRAM이 필요합니다.

배치 크기필요 VRAM 용량
328GB
12816GB
51248GB 이상

즉, VRAM이 클수록 더 큰 배치 크기로 빠르게 학습할 수 있으며, 학습 속도 향상에 기여합니다.

3. VRAM의 양과 GPU 아키텍처

nvidia 4060 family
nvidia 4060 family

VRAM 용량은 GPU 아키텍처에 따라 결정됩니다. 현대적인 GDDR6X 및 GDDR6 메모리는 8Gb(1GB) 또는 16Gb(2GB) 밀도로 제공되며, 각 메모리 칩이 GPU의 메모리 컨트롤러와 연결됩니다.

  • RTX 4060 Ti (8GB) → 4개의 16Gb GDDR6 메모리 칩 사용
  • RTX 4060 Ti (16GB) → 8개의 16Gb GDDR6 메모리 칩 사용
  • RTX 4070 Ti (12GB) → 192비트 메모리 인터페이스 사용

즉, GPU 설계에 따라 VRAM 용량이 결정되며, 동일한 버스 폭을 가진 경우 VRAM 용량이 항상 2배로 증가하는 구조를 보입니다.

4. VRAM과 실제 AI 학습 성능

딥러닝 모델은 수많은 행렬 연산과 가중치(weight) 업데이트를 수행하며, 이를 빠르게 처리하기 위해 GPU가 활용됩니다. 하지만 VRAM이 부족하면 학습 속도가 느려지거나 학습 자체가 불가능해질 수도 있습니다.

4.1. 딥러닝 모델별 VRAM 사용량 예시

  • 작은 모델 (ResNet-18) → VRAM 사용량이 적음
  • 대형 모델 (GPT-4, LLaMA) → 수십 GB 이상의 VRAM 필요

4.2. 고해상도 이미지 및 자연어 처리(NLP)에서 VRAM 필요량

  • 컴퓨터 비전: 고해상도(1024×1024) 이미지를 입력으로 사용할 경우 VRAM 요구량 증가
  • 자연어 처리(NLP): 긴 문장을 학습할수록 더 많은 VRAM 필요

4.4 VRAM 용량이 AI 학습에 미치는 영향

충분한 VRAM이 있으면 GPU의 연산 능력을 최대한 활용할 수 있어 학습 속도가 빨라집니다. 반면 VRAM이 부족하면 일부 데이터가 시스템 RAM(DDR 메모리)으로 이동하면서 속도가 크게 저하됩니다.

컴퓨터 비전 분야에서는 고해상도 이미지를 사용해야 하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 1024×1024 해상도의 이미지를 입력으로 사용하면 낮은 해상도의 데이터보다 훨씬 많은 VRAM이 필요합니다. 또한 자연어 처리(NLP) 모델에서도 긴 시퀀스를 학습하려면 더 많은 VRAM이 요구됩니다.

VRAM이 부족한 경우 여러 개의 GPU를 연결하여 학습하는 “멀티-GPU 학습”을 활용할 수 있습니다. 그러나 VRAM이 많으면 단일 GPU에서도 효과적인 학습이 가능하여 복잡한 분산 학습 설정 없이 연구 개발이 용이해집니다.

ollama
ollama(log0)

5. AI 모델 학습을 위한 VRAM 추천 용량

VRAM은 AI 모델 학습에서 필수적인 요소로, 용량이 충분해야 대량 데이터를 빠르게 처리하고 학습 속도를 높일 수 있습니다.

최적의 VRAM 선택 가이드

작업 유형최소 VRAM권장 VRAM
기본적인 CNN 학습4GB6GB 이상
NLP 모델 (BERT, GPT 등)8GB12GB 이상
Stable Diffusion (이미지 생성)8GB16GB 이상
대형 Transformer 학습 (GPT-4 등)16GB24GB 이상
초대형 AI 모델 및 연구24GB48GB 이상

단순한 이미지 분류 모델은 적은 VRAM으로도 학습이 가능하지만, Stable Diffusion이나 GPT-4 같은 대형 모델을 학습하려면 훨씬 더 많은 VRAM이 필요합니다. 특히, 배치 크기(batch size)가 크면 한 번에 더 많은 데이터를 처리할 수 있어 더 빠른 이미지 생성이 가능합니다. 특히, LoRA 모델을 사용한다면 24GB~48GB 이상의 VRAM을 갖춘 GPU가 필요합니다.

AI 모델을 학습할 때 VRAM(비디오 메모리)은 필수적인 요소입니다. VRAM이 충분해야 대량의 데이터를 빠르게 처리하고 학습 속도를 높일 수 있습니다 어떤 AI 모델을 학습할지에 따라 적절한 VRAM을 선택하는 것이 매우 중요합니다.
단순한 AI 작업이라면 8GB~12GB VRAM으로도 충분하지만, 대형 모델을 다룬다면 24GB 이상의 고사양 GPU를 고려하는 것이 좋습니다.

본 블로그 글을 통하여 적절한 GPU 를 선택하는데 도움이 되시길 바랍니다.