쉽게 이해하는 딥러닝 양자화-Quantization이란?, 중요한 이유, 주의할 점

Serendipity·2023년 12월 4일
0

2023 LeSN

목록 보기
45/52
post-thumbnail

Quantization이란?

Quantization을 이해하기 위해, 크레파스 색상을 예로 들어볼게요.

상상해보세요, 당신에게 64색 크레파스 세트가 있어요. 이 세트는 많은 다양한 색상을 가지고 있어서, 아주 섬세하고 복잡한 그림을 그릴 수 있어요. 하지만 이 많은 색상들은 가지고 다니기에 무겁고, 색을 고르는 데 시간이 많이 걸려요.

이제 8색 크레파스 세트를 생각해보세요. 이 세트는 기본적인 색상만 가지고 있어서, 그림을 그릴 때 색을 고르기 쉽고, 가볍게 가지고 다닐 수 있어요. 물론, 64색 세트처럼 섬세한 그림을 그리기는 어렵지만, 대부분의 그림을 그리기에는 충분해요.

컴퓨터에서도 비슷한 일이 일어나요. 컴퓨터는 보통 매우 정확한 숫자들(예를 들어, 32비트 부동 소수점, 즉 float32)을 사용해 데이터를 표현해요. 이 숫자들은 매우 정확하지만, 많은 저장 공간을 차지하고, 계산하기에 시간이 많이 걸려요. 이를 8색 크레파스 세트처럼 단순화하면, 예를 들어 8비트 정수(즉, int8)를 사용하여 데이터를 표현할 수 있어요. 이렇게 하면, 숫자를 저장하고 계산하는 데 필요한 공간과 시간이 줄어들어요. 특히, 곱셈과 같은 계산이 더 빨라지기 때문에, 모델이 더 빠르게 작동할 수 있어요.

하지만 8색 크레파스 세트로는 64색 세트만큼 섬세한 그림을 그리기 어렵듯이, Quantization을 통해 숫자를 단순화하면 때때로 모델의 정확도가 떨어질 수 있어요. 그래서 중요한 것은, 필요한 색상만 선택해서 그림을 여전히 아름답게 만드는 것처럼, 모델의 정확도를 최대한 유지하면서도 효율적으로 작동하도록 숫자를 적절히 단순화하는 것이에요. Quantization은 컴퓨터가 데이터를 처리하고 저장하는 방식을 더 간단하게 만드는 과정이에요. Quantization을 통해, 우리는 컴퓨터의 숫자들을 더 단순한 형태(예: int8 또는 float16)로 바꿀 수 있어요. 이렇게 하면, 숫자들을 저장하고 처리하는 데 필요한 공간과 능력이 줄어들어요.

Quantization이 중요한 이유

이것이 중요한 이유는 무엇일까요? 크레파스가 무거우면 가지고 다니기 힘들듯이, 컴퓨터 모델도 너무 크고 무거우면 사용하기 어려워요. Quantization을 사용하면 모델을 더 작고 가볍게 만들 수 있어서, 작은 기기(예: 스마트폰이나 태블릿)에서도 잘 작동하게 해줘요. 또한, 에너지 효율성을 높이고, 더 빠르게 작동하게 할 수 있어요.

Quantization 주의할 점

Quantization을 하면 모델이 가볍고 빠르게 작동하도록 할 수 있지만, 때때로 이 과정에서 문제가 발생할 수 있어요. 가장 큰 문제 중 하나는 모델의 정확도가 떨어질 수 있다는 거예요. 이것을 크레파스로 예를 들면, 너무 많은 색상을 빼버려서 그림이 예쁘게 나오지 않는 것과 비슷해요.

이런 정확도의 감소를 일으키는 부분을 찾아내는 것은 매우 어려운 일이에요. 마치 크레파스 색상 중 어떤 것을 빼야 그림이 여전히 좋아 보일지 결정하기 어려운 것처럼요. 컴퓨터 모델에서는 어떤 숫자들을 단순화할 때, 모델이 여전히 잘 작동할지 예측하기가 쉽지 않아요.

이 문제를 해결하기 위해서는, 많은 시간과 노력이 필요해요. 연구자들은 모델의 어떤 부분이 정확도에 가장 큰 영향을 미치는지 찾아내려고 여러 가지 방법을 시도해야 해요. 이 과정은 종종 시행착오적이고 시간이 많이 걸리는 작업이에요. 따라서, quantization은 모델을 가볍고 빠르게 만드는 훌륭한 방법이지만, 정확도를 유지하는 것도 매우 중요한 부분이라는 것을 기억해야 해요.

profile
I'm an graduate student majoring in Computer Engineering at Inha University. I'm interested in Machine learning developing frameworks, Formal verification, and Concurrency.

0개의 댓글