Azure OpenAI로 ChatGPT와 LLM 시스템 쉽고 빠르게 구축하기(반양장)

AI 시스템 개발이 쉬워지는 Azure OpenAI Service 활용법
생성형 AI의 빠른 확산으로 AI의 단순 활용을 넘어 직접 구축하고 최적화하는 능력이 요구되고 있다. 이 책은 Azure OpenAI Service를 활용해 생성형 AI 서비스를 직접 개발하고 실무에 적용하는 방법을 다루는 국내 첫 가이드로, AI 모델의 효과적인 적용법을 체계적으로 안내한다.

1부에서는 ChatGPT와 생성형 AI와 같은 LLM 기본 개념과 구조부터 설명한다. Azure AI Foundry를 활용해 ChatGPT 애플리케이션을 만들어보고, 모델의 답변을 정밀하게 조정하는 프롬프트 엔지니어링 기법을 익힐 수 있다.

2부에서는 AI가 문서를 검색하고 요약하는 RAG 기반 시스템 구축 과정을 알려주고, 이를 개발하기 위한 애저 서비스의 효율적인 활용법을 살펴본다. 3부에서는 코파일럿 개발에 필요한 코파일럿 스택, AI 오케스트레이션, 파운데이션 모델, AI 인프라, 코파일럿 프런트엔드 등을 알려준다.

4부에서는 LLM 애플리케이션의 개발 및 운용에 필요한 거버넌스와 책임 있는 AI에 대해서 논의한다. 인증 및 보안 설정, API 호출 제한, 비용 최적화 전략, 책임 있는 AI 운영 방법을 다룬다. 마지막으로 부록에서는 예제 코드의 실행 환경 구축 방법과 ChatGPT의 구조를 살펴본다.

AI 기술을 실무에 적용하는 과정은 여전히 쉽지 않다. Azure OpenAI를 활용하면 생성형 AI 모델을 더욱 효율적으로 개발하고 최적화할 수 있다. 이 책만 있다면 AI 모델의 기본 개념부터 실제 애플리케이션 개발까지 단계별로 따라가며 학습할 수 있다. Azure OpenAI로 AI를 활용하는 가장 실용적인 방법으로 여러분을 안내한다.

대상 독자
● DX 담당자: AI 기반 디지털 전환 전략을 기획하고 기업 내 도입을 추진하는 관리자
● AI 운영 및 거버넌스 담당자: Azure OpenAI 서비스의 보안, 인증, 비용, 거버넌스를 관리하는 IT 책임자
● 설루션 아키텍트: AI를 활용한 제품 및 서비스의 기획과 아키텍처 설계를 담당하는 기획자
● 클라우드 엔지니어: 애저 환경에서 AI 애플리케이션을 배포, 운영, 성능 최적화하는 엔지니어

주요 내용
● 생성형 AI와 ChatGPT 기본 개념
● Azure OpenAI Service의 활용법
● 프롬프트 엔지니어링 기법과 응용
● Azure AI Search와 RAG를 활용한 사내 문서 검색 시스템 구축
● ChatGPT, 랭체인을 활용한 코파일럿 애플리케이션 개발
● 책임 있는 AI 사용을 위한 가이드

지은이/옮긴이/감수자 소개 xi
옮긴이 머리말 xiv
추천의 글 xvi
베타리더 후기 xix
시작하며 xxiii
감사의 글 xxiv
이 책에 대하여 xxv

PART I 마이크로소프트 애저에서의 ChatGPT 활용

CHAPTER 1 생성형 AI와 ChatGPT 3
1.1 생성형 AI와 ChatGPT가 불러온 충격 3
__1.1.1 AI 시대의 개막 3
__1.1.2 ChatGPT를 적용할 수 있는 업무들 5
[COLUMN] Open Interpreter 9
__1.1.3 ChatGPT 사용 시 주의할 점 10
1.2 ChatGPT의 구조 10
__1.2.1 기존 챗봇과의 차이점 10
__1.2.2 GPT란 11
__1.2.3 사람이 선호하는 문장을 생성하는 방법: RLHF 13
__1.2.4 ChatGPT의 탄생 과정 13
1.3 마무리 14

CHAPTER 2 프롬프트 엔지니어링 15
2.1 프롬프트 엔지니어링이란 15
2.2 기본적인 작성법 16
__2.2.1 구체적으로 지시하기 16
__2.2.2 출구 지정하기 17
__2.2.3 역할 부여하기 18
__2.2.4 입출력 예시 지정하기 19
[COLUMN] 제로샷 학습과 퓨샷 학습 20
__2.2.5 프롬프트 구조화하기 20
2.3 생각의 사슬 21
[COLUMN] GPT-3.5 Turbo와 GPT-4의 성능 차이 23
2.4 그 밖의 기법들 24
2.5 마무리 25

CHAPTER 3 Azure OpenAI Service 26
3.1 Azure OpenAI Service란 26
__3.1.1 OpenAI의 API 서비스와 Azure OpenAI Service의 차이점 27
__3.1.2 Azure OpenAI 개요 29
3.2 Azure OpenAI 시작하기 30
__3.2.1 Azure OpenAI 액세스 신청 30
__3.2.2 리소스 생성 31
__3.2.3 GPT 모델 배포하기 35
3.3 채팅 플레이그라운드에서 ChatGPT 애플리케이션 개발하기 39
__3.3.1 설정 40
__3.3.2 채팅 세션 42
[COLUMN] 채팅 플레이그라운드는 어디에서 동작하는 것일까? 44
__3.3.3 채팅 애플리케이션 배포 44
[COLUMN] 플레이그라운드에서 배포한 웹 애플리케이션의 소스 코드 47
3.4 고려 사항 47
__3.4.1 비용 문제 47
__3.4.2 할당량 및 제한 48
3.5 마무리 50

PART II RAG를 활용한 사내 문서 검색 시스템 구현

CHAPTER 4 RAG 개요 및 설계 53
4.1 ChatGPT의 문제점과 해결 방법 53
4.2 RAG란 55
4.3 검색 시스템 57
4.4 Azure AI Search 58
__4.4.1 색인 생성 60
__4.4.2 문서 검색 67
4.5 오케스트레이터 71
__4.5.1 Azure OpenAI on your data 72
__4.5.2 Azure Machine Learning 프롬프트 흐름 73
__4.5.3 자체 구현 74
4.6 Azure OpenAI on your data 74
__4.6.1 데이터 원본 75
__4.6.2 사용 방법 75
4.7 Azure Machine Learning 프롬프트 흐름 81
__4.7.1 사용 방법 82
[COLUMN] Azure Machine Learning이란 91
4.8 LLM 91
4.9 Azure OpenAI API 92
__4.9.1 Chat Completions API 92
__4.9.2 Embeddings API 97
4.10 마무리 98
[COLUMN] RAG vs. 파인 튜닝 98

CHAPTER 5 RAG 구현 및 평가 100
5.1 아키텍처 100
5.2 사내 문서 검색 구현 105
__5.2.1 사용할 애저 서비스 목록 및 요금 105
__5.2.2 로컬 개발 환경 구축하기 106
__5.2.3 로컬 환경에서 실행하기 110
__5.2.4 로컬 변경사항을 App Service에 배포하기 112
__5.2.5 환경 설정 파일 변경하기 112
__5.2.6 문서를 추가로 인덱싱하기 112
__5.2.7 실제로 질문하기 112
__5.2.8 기능 소개 113
5.3 채팅 이력 저장 116
__5.3.1 채팅 이력 저장 구현 예시 117
__5.3.2 Cosmos DB에 저장된 채팅 이력 확인 119
5.4 검색 기능 119
__5.4.1 벡터 검색 120
[COLUMN] 청크 분할의 중요성 122
__5.4.2 하이브리드 검색 123
__5.4.3 의미 체계 하이브리드 검색 124
[COLUMN] 가장 좋은 결과를 내는 검색 모드는 어떤 것일까? 126
[COLUMN] 커스터마이징 포인트 126
5.5 데이터 수집 자동화 127
5.6 RAG 평가 및 개선 129
5.7 검색 정확도 평가 130
__5.7.1 기본 평가 지표 130
__5.7.2 순위를 고려한 평가 지표 131
5.8 생성 정확도 평가 132
__5.8.1 연관성 평가 133
__5.8.2 일관성 평가 134
__5.8.3 유사도 평가 135
[COLUMN] RAG 응답의 정확도를 향상시키는 방법 135
5.9 마무리 136

PART III 코파일럿 스택을 사용한 LLM 애플리케이션 구현

CHAPTER 6 AI 오케스트레이션 139
6.1 코파일럿 스택이란 139
__6.1.1 1계층: 코파일럿 프런트엔드 140
__6.1.2 2계층: AI 오케스트레이션 140
__6.1.3 3계층: 파운데이션 모델 141
6.2 AI 오케스트레이션과 에이전트 141
__6.2.1 Reasoning & Acting 141
__6.2.2 Planning & Execution 145
[COLUMN] 랭체인 146
[COLUMN] 시맨틱 커널 147
__6.2.3 플러그인 실행 148
6.3 자체 코파일럿 개발 시 아키텍처 및 구현 150
__6.3.1 툴 선정(ReAct) 기능 구현 150
__6.3.2 채팅 UI에서 사용하기 152
__6.3.3 ChatGPT 플러그인 구현하기 156
__6.3.4 스트리밍 출력 구현하기 160
6.4 마무리 160
[COLUMN] Azure AI Studio의 등장 161

CHAPTER 7 파운데이션 모델과 AI 인프라스트럭처 162
7.1 파운데이션 모델과 AI 인프라스트럭처 정의 162
7.2 호스팅 가능 모델 163
__7.2.1 GPT-3.5와 GPT-4 163
[COLUMN] GPT-4 Turbo 166
[COLUMN] GPT-4o와 o1 166
__7.2.2 파인 튜닝 166
[COLUMN] GPT-4의 파인 튜닝 169
7.3 공개 모델 169
__7.3.1 모델 종류 171
__7.3.2 모델 크기와 압축 방법 172
__7.3.3 모델 호스팅 177
[COLUMN] Azure AI Foundry 모델 카탈로그 179
7.4 마무리 180
[COLUMN] OSS와 머신러닝 모델 180

CHAPTER 8 코파일럿 프런트엔드 182
8.1 사용자 경험 정의 182
__8.1.1 사용성 182
__8.1.2 정지 버튼과 재생성 버튼 183
__8.1.3 캐시를 고려한 구현 184
8.2 LLM의 부정확한 응답에 대처하기 185
__8.2.1 정확성 185
__8.2.2 투명성(정보 출처 제시) 185
__8.2.3 UX 향상을 위한 스트리밍 처리 186
__8.2.4 OpenAI 엔드포인트의 스트리밍 출력을 직접 처리하기 186
__8.2.5 플라스크 애플리케이션의 응답을 스트림 형식으로 처리하기 187
8.3 UX 향상을 위한 참고 자료 194
[COLUMN] 채팅 외의 인터페이스 195
8.4 마무리 196

PART IV 거버넌스와 책임 있는 AI

CHAPTER 9 거버넌스 199
9.1 공통 기반이란 199
9.2 공통 기반 아키텍처 201
__9.2.1 사용할 애저 서비스 목록 및 요금 201
__9.2.2 배포 202
9.3 인증 및 인가 208
__9.3.1 인증 및 인가 처리 흐름 208
__9.3.2 예제 코드 실행 209
[COLUMN] API Management의 구독 키 215
[COLUMN] 특정 사용자에게만 Azure OpenAI API 접근 허용하기 216
9.4 로그 통합 217
9.5 과금 219
9.6 호출 제한 221
9.7 폐쇄망 221
9.8 부하 분산 223
__9.8.1 Application Gateway 이용 226
[COLUMN] Application Gateway의 부하 분산을 프로덕션 환경에서 사용할 때의 주의점 228
__9.8.2 API Management 이용 230
9.9 마무리 231

CHAPTER 10 책임 있는 AI 232
10.1 책임 있는 AI를 위한 마이크로소프트의 노력 232
10.2 책임 있는 AI 적용 234
10.3 콘텐츠 필터 235
10.4 데이터 취급 240
10.5 마무리 241

APPENDIX A 예제 코드 실행 환경 구축 242
A.1 파이썬 설치 242
__A.1.1 설치 방법(윈도우) 243
A.2 깃 설치 244
__A.2.1 설치 방법(윈도우) 244
A.3 Azure Developer CLI 설치 247
__A.3.1 설치 방법(윈도우) 247
__A.3.2 설치 방법(리눅스) 248
__A.3.3 설치 방법(macOS) 248
A.4 Node.js 설치 249
__A.4.1 설치 방법(윈도우) 249
A.5 파워셸 설치(윈도우 한정) 251
__A.5.1 설치 방법 251

APPENDIX B ChatGPT의 구조 255
B.1 트랜스포머의 등장 256
__B.1.1 어텐션 256
__B.1.2 seq2seq 257
__B.1.3 seq2seq에 도입된 어텐션 258
__B.1.4 어텐션의 계산 처리 259
__B.1.5 트랜스포머의 구조 260
__B.1.6 트랜스포머의 장점 262
__B.1.7 트랜스포머의 한계 262
B.2 대규모화 및 언어 모델의 사전 학습에 따른 성능 향상 263
__B.2.1 트랜스포머 인코더 계열 모델의 발전 264
__B.2.2 트랜스포머 디코더 계열 모델의 발전 265
__B.2.3 스케일링 법칙 266
B.3 호의적 응답으로 조정된 언어 모델 266
[COLUMN] 공개 모델 269

마치며 270
찾아보기 272

가모 히로사토 蒲生 弘?

일본 마이크로소프트 클라우드 설루션 아키텍트. SI 대기업에서 커리어를 시작했다. 자동차 업계의 DMS 데이터 활용 환경 구축을 위한 컨설팅 및 개발과 엔터프라이즈 블록체인을 활용한 다른 업종 간 데이터 유통 플랫폼을 구축했다. 수년간 데이터 사이언티스트로서 사회 인프라 관련 기업을 대상으로 데이터 분석 및 머신러닝 시스템 개발을 경험했으며, 현재는 설루션 아키텍트로서 AI 도입 기술 지원 및 Azure OpenAI Service 이밴절리스트 활동에 종사하고 있다.