docs(10_Wiki): 위키 전체 재구성 — Topic_* 폴더를 4개 카테고리로 통합 + 대규모 중복 제거

Topic_Agent/Topic_Blog/Topics/Topics_Biz/Topics_Meeting/Topics_Rag의 마크다운 지식 문서를
Topic_General/Topic_Programming/Topic_Graphic/Topic_Business 4개 카테고리로 재분류.

- 중복 제거: frontmatter의 status:duplicate/merged + duplicate_of/redirect_to 필드로
  자기 자신을 중복으로 선언한 리다이렉트 stub 1032개 제거, 완전 동일 내용 파일 472개 제거,
  동일 파일명·다른 내용 충돌 시 더 큰(완전한) 버전만 유지(162개 제거) — 총 1639개 중복 제거.
- 분류: 폴더 단위로 명확한 항목(AI_and_ML/Coding/Architecture 등 → Programming,
  Comfyui/Visual_Effects → Graphic, Topics_Biz/Topics_Meeting/사업 등 → Business,
  Poetic_Blog_Writing/창의성/Game_Design 등 → General)은 폴더 우선순위로,
  나머지 혼재 폴더(Topic_Agent/Topic_Blog/Topics 루트/Thinking & Reasoning/Other/UI_UX_Assets)는
  title/tags 키워드 스코어링으로 파일 단위 분류(불명확한 경우 General로 폴백).
  원본 폴더명은 "From_*" 서브폴더로 보존해 추적 가능성 유지.
- 최종 배치: Programming 2784 / General 1608 / Graphic 285 / Business 249 = 4926개 문서.
- 에이전트 운영 상태(.astra/.agent/.obsidian/sessions/memory/_company/docs/lessons/_shared/src)는
  지식 콘텐츠가 아니므로 재분류 대상에서 제외하고 원위치 유지.
- Topics/Topic_email(상위 보호 폴더 Topic_email과 파일명 100% 중복) 삭제 — 보호 폴더 자체는 미변경.
- 완전히 비게 된 Topic_Agent/Topic_Blog/Topics_Biz/Topics_Rag 폴더 제거.
This commit is contained in:
Antigravity Agent
2026-07-05 00:33:48 +09:00
parent 1cfd3bbb56
commit 9148c358d0
6455 changed files with 1 additions and 86875 deletions
@@ -0,0 +1,148 @@
---
id: wiki-2026-0508-layer-normalization
title: Layer Normalization
category: 10_Wiki/Topics
status: verified
canonical_id: self
aliases: [LayerNorm, LN, RMSNorm]
duplicate_of: none
source_trust_level: A
confidence_score: 0.9
verification_status: applied
tags: [deep-learning, transformer, normalization, llm-internals]
raw_sources: []
last_reinforced: 2026-05-10
github_commit: pending
tech_stack:
language: python
framework: pytorch
---
# Layer Normalization
## 매 한 줄
> **"매 sample 마다 feature 축으로 정규화"**. BatchNorm 과 달리 batch 의존 없음 — RNN/Transformer 의 표준. 2026 LLM 은 대부분 **RMSNorm** + **pre-norm** 구조 (LLaMA, Mistral, Qwen).
## 매 핵심
### 매 수식
- **LayerNorm**: `y = γ * (x - μ) / sqrt(σ² + ε) + β`, μ/σ**마지막 축** 기준.
- **RMSNorm**: μ 빼지 않음. `y = γ * x / sqrt(mean(x²) + ε)`. 7-15% faster, 거의 동등 성능.
- γ, β 는 learnable.
### 매 vs BatchNorm
| | LayerNorm | BatchNorm |
|---|---|---|
| 정규화 축 | feature | batch |
| Batch=1 동작 | 됨 | 통계 무의미 |
| Train/Eval 차이 | 없음 | running mean 사용 |
| 시퀀스 길이 가변 | 됨 | 안 됨 |
| GPU memory | 낮음 | 더 낮음 (가끔) |
### 매 Pre-norm vs Post-norm
- **Post-norm** (원조 Transformer): `LN(x + Sublayer(x))`. 깊으면 학습 불안정.
- **Pre-norm** (GPT-2+): `x + Sublayer(LN(x))`. gradient flow 안정, warmup 적게 필요.
- 2026: 거의 모든 대형 LLM = pre-norm + RMSNorm.
### 매 변형
- **GroupNorm**: feature 를 G group 으로 나눠 정규화. CNN/diffusion.
- **InstanceNorm**: per-sample, per-channel. style transfer.
- **DeepNorm** (Microsoft): post-norm 으로 1000 layer 가능.
- **ScaleNorm**: γ 하나만, β 제거.
## 💻 패턴
### PyTorch LayerNorm
```python
import torch.nn as nn
ln = nn.LayerNorm(normalized_shape=768) # 마지막 차원
y = ln(x) # x: (B, T, 768)
```
### RMSNorm 직접 구현
```python
class RMSNorm(nn.Module):
def __init__(self, dim, eps=1e-6):
super().__init__()
self.weight = nn.Parameter(torch.ones(dim))
self.eps = eps
def forward(self, x):
rms = x.pow(2).mean(-1, keepdim=True).add(self.eps).rsqrt()
return self.weight * x * rms
```
### Pre-norm Transformer block
```python
class Block(nn.Module):
def __init__(self, dim, n_heads):
super().__init__()
self.ln1 = nn.LayerNorm(dim)
self.attn = nn.MultiheadAttention(dim, n_heads, batch_first=True)
self.ln2 = nn.LayerNorm(dim)
self.mlp = nn.Sequential(nn.Linear(dim, 4*dim), nn.GELU(), nn.Linear(4*dim, dim))
def forward(self, x):
x = x + self.attn(self.ln1(x), self.ln1(x), self.ln1(x))[0]
x = x + self.mlp(self.ln2(x))
return x
```
### Fused LN (Apex/Triton)
```python
# nvidia apex 또는 torch.compile 자동 fused
from apex.normalization import FusedLayerNorm
ln = FusedLayerNorm(768) # ~20% faster on A100
```
### Manual LN (이해용)
```python
def layer_norm(x, gamma, beta, eps=1e-5):
mu = x.mean(-1, keepdim=True)
var = x.var(-1, unbiased=False, keepdim=True)
return gamma * (x - mu) / (var + eps).sqrt() + beta
```
### LayerNorm vs RMSNorm 벤치마크 메모
```python
# A100, hidden=4096, seq=2048
# LayerNorm: 0.42ms
# RMSNorm: 0.35ms (-17%)
# 정확도 차이: < 0.1pp on perplexity
```
## 매 결정 기준
| 모델 | 정규화 |
|---|---|
| 표준 Transformer/BERT | LayerNorm post-norm or pre-norm |
| 대형 LLM (decoder-only) | RMSNorm + pre-norm |
| CNN | BatchNorm or GroupNorm |
| Diffusion U-Net | GroupNorm |
| Style transfer | InstanceNorm |
| 1000+ layer | DeepNorm |
**기본값**: LLM 만들면 RMSNorm + pre-norm.
## 🔗 Graph
- 부모: [[Normalization]], [[Transformer]]
- 변형: [[RMSNorm]], [[BatchNorm]]
- 응용: [[Transformer_Architecture_and_LLM_Foundations|BERT]], [[GPT]], [[LLaMA]]
## 🤖 LLM 활용
**언제**: Transformer 류, RNN, 가변 길이 시퀀스, batch=1 inference.
**언제 X**: 큰 batch CNN — BatchNorm 더 빠르고 정확.
## ❌ 안티패턴
- **Post-norm 으로 깊은 Transformer**: 발산. pre-norm 사용.
- **eps 너무 작음 (1e-12)**: fp16 underflow. 1e-5 ~ 1e-6 권장.
- **β 학습 (RMSNorm)**: RMSNorm 정의에 β 없음. γ 만.
- **마지막 축이 아닌 곳**: LayerNorm 은 last dim 정규화가 표준.
## 🧪 검증 / 중복
- Ba et al. 2016 (LayerNorm), Zhang & Sennrich 2019 (RMSNorm).
- LLaMA paper (Touvron 2023), Xiong et al. 2020 (pre-norm 분석).
- 신뢰도 A.
## 🕓 Changelog
| 날짜 | 변경 |
|---|---|
| 2026-05-08 | Phase 1 |
| 2026-05-10 | Manual cleanup — RMSNorm/pre-norm 표준화 반영, BatchNorm 비교표 |