ChatGPTの仕組みを解説。言語モデル、事前学習、人間のフィードバック、トークン、コンテキストウィンドウ、ウェブ検索と引用、限界、引用される方法まで。

要点
ChatGPTは大規模言語モデルの上に作られたアシスタントです。このモデルはtransformer型のニューラルネットワークで、膨大なテキストを使って文の次の部分を予測するよう学習しています。その後、人間のフィードバックで調整され、指示に従い役に立つ回答をするようになりました。メッセージを送ると、テキストをトークンに分割し、会話とともにコンテキストウィンドウ内で読み取り、回答を1トークンずつ書き出します。最新の話題や事実に関する質問では、ウェブを検索し、使ったページを引用することもできます。
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ChatGPTの仕組みを知ると、その強みと誤りの理由がわかり、どんなサイトが回答で引用されやすいかも見えてきます。OpenAIは2022年11月にChatGPTを公開しました。名前はGPT(Generative Pre-trained Transformer)に由来します。
ChatGPTは大規模言語モデル(LLM)で動いています。LLMは数十億のパラメータを持つ統計モデルで、テキストから単語、事実、文体の関係を学んでいます。学んだパターンを保持し、それを使ってどんなテキストにももっともらしい続きを生成します。ページそのものがそのまま保存されているわけではありません。
アーキテクチャはtransformerで、2017年にGoogleの研究者が論文Attention Is All You Needで発表しました。中核となる仕組みであるアテンションにより、モデルは入力の各単語を他のすべての単語と照らし合わせて重み付けできます。そのため、文中の「それ」が3行前の名詞を指すことを理解できます。
モデルは非常に大きなテキストコーパス(公開ウェブページ、書籍、コード、ライセンスを受けたデータ)を読み、次のトークンを予測するという一つのタスクを学びます。この単純なタスクを何十億回も繰り返すことで、文法、事実、推論のパターン、多くの言語を身につけます。結果は強力なテキスト予測器ですが、この段階ではまだ指示にうまく従えません。
人が依頼に対する良い回答の例を書き、モデルはそれを模倣するよう学習します。質問に答える、回答を構造化する、必要なら確認を求めるといった、役に立つアシスタントの形を学びます。
評価者が同じ依頼への複数の回答を比較し、順位を付けます。報酬モデルがその好みを学び、言語モデルは高く評価される回答を出すよう最適化されます。OpenAIはこの手法(RLHF)をInstructGPTの研究論文で説明しています。ChatGPTが丁寧で整理された回答をし、有害な依頼に慎重になるのはこのためです。
| ステップ | ChatGPTが行うこと | 重要な理由 |
|---|---|---|
| 1. トークン化 | テキストをトークン(単語や単語の一部)に分割 | 上限や料金はトークン数で数えられる |
| 2. コンテキスト | 指示、メモリ、過去のメッセージをコンテキストウィンドウに追加 | モデルはこの枠に入る内容しか見えない |
| 3. 検索の判断 | 質問にウェブの最新情報が必要かを判断 | 外部ページの引用につながる |
| 4. 検索・取得 | 検索を実行し、関連性の高いページを読み、段落を抽出 | ここでサイトが選ばれる |
| 5. 生成 | 回答を1トークンずつ予測 | 各語はそれまでのすべてに依存する |
| 6. 引用 | 使った出典を回答の各部分にひも付け | 引用されたサイトに訪問と信頼をもたらす |
| 7. 安全性チェック | 利用ポリシーとフィルターを適用 | 一部の回答は拒否または言い換えられる |
トークンはテキストの断片です。英語では1トークンは平均して約4文字、つまり単語の4分の3ほどです。日本語は換算が異なり、1文字が1トークン以上になることもよくあります。コンテキストウィンドウは、会話、文書、読み込んだウェブページを含めて、モデルが一度に考慮できるトークン数です。会話が長くなりすぎると、古い部分から視野の外に出ていきます。
各ステップで、モデルは次に来うるすべてのトークンの確率を計算し、制御された範囲のランダム性で一つを選びます。そのため同じ質問でも少しずつ違う回答が返り、間違っているときでもChatGPTは流暢に書きます。出典で事実を確かめることなく、もっともらしい続きを目指しているからです。
モデルが知っているのは、ある時点までの学習データだけです。時事、価格、製品について答えるために、ChatGPTはウェブ検索を行えます。OpenAIはこの機能を2024年10月にChatGPT searchとして発表しました。アシスタントは質問を一つまたは複数の検索クエリに言い換え、検索プロバイダーやOpenAI独自のクローラーから結果を取得し、ページを読んで、出典へのリンク付きで回答を書きます。
この手法は検索拡張生成(RAG)と呼ばれます。モデルは取得したばかりの文書をもとにテキストを生成します。OpenAIは開発者向けプラットフォームでクローラーを公開しています。検索用のOAI-SearchBot、学習用のGPTBot、ユーザーの依頼で開くページ用のChatGPT-Userです。OpenAIによると、robots.txtでOAI-SearchBotをブロックしたサイトはChatGPT searchの回答に表示されません。
この仕組みを理解すると、ChatGPTの回答に登場したいブランドのための明確なチェックリストが得られます。
ChatGPTは学んだ内容から、そして最新の質問では自ら選んで読む少数のウェブページからテキストを予測します。引用されるのは、ページが見つけやすく、抽出しやすく、他の情報源に裏付けられたブランドです。ChatGPT、Gemini、Claudeでの存在感を継続的に追跡し、引用されるためのコンテンツを公開したい場合は、Sorankがプロンプトを追跡し、最適化された記事をautopilotで執筆します。3日間の無料トライアルがあります。
常にではありません。多くの質問には、モデルが学習中に覚えた内容から答えます。最新の情報や正確な情報が必要な質問では、ウェブ検索を行い、いくつかのページを読み、使った出典を回答内のリンクとして示すことがあります。
ChatGPTはテキストの最もありそうな続きを生成しますが、ありそうなことが常に正しいとは限りません。学習データが少ない、古い、矛盾している場合、自信のある口調で誤った内容を述べることがあり、これをハルシネーションと呼びます。重要な事実は信頼できる情報源で確認する必要があります。
いいえ。GPTはOpenAIが開発する言語モデルのシリーズで、ChatGPTはその上に作られた対話型の製品です。ChatGPTには指示に従うための調整、安全ルール、メモリ、ウェブ検索やファイル分析などのツール、対話向けのインターフェースが加わっています。
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