LLM 기반 세션 추천을 위한 MoE 구조의 실증적 자원 분석과 전문가 선택 최적화 시스템
Empirical Resource Analysis of MoE Architectures and an Expert Selection Optimization System for LLM-based Session Recommendation
This study analyzes the structural characteristics of a Mixture-of-Experts (MoE) architecture in an LLM-based session recommendation environment, focusing on its impact on GPU memory consumption and inference latency. In addition, we identify and discuss structural considerations required under resource-constrained settings. Using an identical backbone architecture, we compare an FFN-based model with an MoE-based model and observe that GPU memory usage and step-wise inference latency tend to increase as the number of experts grows. This characteristic can become a critical consideration in session-based recommendation scenarios where short session sequences are processed repeatedly. Based on these observations, we organize a structural perspective on resource management and expert utilization strategies that take into account expert activation frequency and session characteristics. Finally, we present an analytical viewpoint for examining resource usage patterns in MoE-based LLM session recommendation systems.
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본 연구는 LLM 기반 세션 추천 환경에서 Mixture-of-Experts(MoE) 구조가 GPU 메모리 사용량과 추론 지연 시간에 미치는 구조적 특성을 분석하고, 자원 제약 상황에서 고려해야 할 구조적 고려 요소를 분석하여 제시한다. 동일한 백본 구조를 기준으로 FFN 기반 모델과 MoE 기반 모델을 비교한 결과, 전문가 수가 증가함에 따라 GPU 메모리 점유와 지연 시간이 함께 증가하는 경향이 나타났다. 이러한 특성은 짧은 세션 시퀀스를 반복적으로 처리하는 세션 추천 환경에서 자원 관리 측면의 주요 고려 요소가 될 수 있다. 이에 본 연구는 전문가 활성빈도와 세션 특성을 고려한 자원 관리 및 전문가 활용 방식의 구조를 정리하고, MoE 기반 LLM 세션 추천 시스템을 자원 사용 특성을 분석하기 위한 관점을 제시한다.
목차
국문초록 / ABSTRACT Ⅰ. 서론 1. 연구의 필요성 2. 연구의 목적 Ⅱ. 관련연구 1. LLM 기반 추천 모델 (LLM-based Recommendation Models) 2. Mixture-of-Experts(MoE) 시스템 Ⅲ. 실험 1. 실험 설계 2. 실험 결과 및 분석 Ⅳ. 제안 시스템 Ⅴ. 결론 및 제언 참고문헌
에듀테인먼트(Edutainment)는 에듀케이션(education)과 엔터테인먼트(entertainment)의 합성어로 게임을 하듯 즐기면서 학습할 수 있도록 하는 교육을 말한다.
에듀테인먼트는 학습과정에서 즐거움을 느낄 수 있도록 수업에서의 오락성 즉, 도전성, 몰입, 모험성 등이 중요한 요소로 고려한다. 에듀테인먼트 영역에서는 학습자들이 학습과정에서 재미요소를 통해 학습동기를 강화하고 학습효과를 높이는 전략의 사용을 강조한다. 그 동안 교육의 변화에 대한 요구는 엄청나게 변화하였음에도 불구하고, 학교교육이나 평생교육에서는 강의중심 수업이 주류를 이루고 있으며, 실질적인 변화는 아직도 많이 부족한 상황이다.
이러한 상황에서 한국에듀테인먼트학회는 고대부터 중시되어 왔던 암기중심의 교육에서 벗어나 즐겁고 흥미로운 교육 즉, 엔터테인먼트를 지향하는 교육을 통해 학습자와 교수자가 모두 만족할 수 있는 혁신적 변화를 추구하고자 한다. 학교와 사회에서 이루어지는 모든 교육에서 학습자에게는 흥미와 재미, 즐거움을 통한 학습에 대한 연구를 중심으로 다루며, 교수자에게는 즐거움과 보람을 느낄 수 있도록 하는 교육을 다룬다. 또한 한국에듀테인먼트학회는 교육이 이루어지는 모든 영역에서 오락성 즉, 엔터테인먼트를 강조하고, 이를 통한 학습효과를 탐구하는데 중점을 두고 연구하는 학회이다.