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id: SYS-PIPE-PAR-001
category: "10_Wiki/💡 Topics/AI"
confidence_score: 1.0
tags: [infrastructure, parallel-computing, pipeline-parallelism, distributed-training, llm-training, gpu-optimization]
last_reinforced: 2026-04-26
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# Pipeline Parallelism (파이프라인 병렬성)

## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
> "거대한 모델을 한 그릇에 담으려 하지 말고, 여러 장치에 층층이 나누어 배치한 뒤 데이터의 컨베이어 벨트를 가동하라" — 모델의 레이어들을 여러 개의 GPU에 분산 배치하고, 데이터를 순차적으로 통과시켜 연산과 통신을 중첩함으로써 학습 효율을 높이는 분산 학습 기술.

## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
- **추출된 패턴:** "Sequential Layer Partitioning and Micro-batching" — 모델을 수직으로 쪼개어 장치별로 할당하고, 앞선 장치의 연산이 끝날 때까지 뒷 장치가 노는 시간(Bubble)을 줄이기 위해 미니 배치를 더 작은 마이크로 배치로 쪼개어 끊임없이 파이프라인을 채우는 패턴.
- **핵심 알고리즘:**
    - **GPipe:** 마이크로 배치를 통해 유휴 시간을 줄인 최초의 표준 파이프라인 병렬화.
    - **PipeDream:** 전방 계산(Forward)과 후방 계산(Backward)을 비동기적으로 중첩시켜 효율 극대화.
- **의의:** 단일 GPU 메모리 용량을 초과하는 수천억 파라미터 규모의 초거대 언어 모델(LLM) 학습을 가능케 하는 물리적 인프라의 필수 구성 요소.

## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & RL Update)
- **과거 데이터와의 충돌:** 단순히 층을 나누면 통신 오버헤드 때문에 느려질 것이라는 우려를 '마이크로 배치'와 '비동기 통신' 기술로 극복하며, 이제는 데이터 병렬화(DP) 및 텐서 병렬화(TP)와 결합된 하이브리드 병렬화(3D Parallelism)가 표준이 됨.
- **정책 변화:** Antigravity 프로젝트는 대규모 지식 모델의 파인튜닝 시, GPU 자원 점유율을 최적화하기 위해 파이프라인 병렬화 기반의 분산 학습 프레임워크(DeepSpeed 등)를 적극 활용함.

## 🔗 지식 연결 (Graph)
- [[Parallel-Computing-in-AI|Parallel-Computing-in-AI]], [[NVIDIA-CUDA-and-AI|NVIDIA-CUDA-and-AI]], System-Design-for-AI-Scale, LLM-Training-Foundations
- **Raw Source:** 10_Wiki/Topics/AI/Pipeline-Parallelism.md
