OpenArch – 최신 LLM 아키텍처의 PyTorch 구현 모음
OpenArch는 Sebastian Raschka의 LLM 아키텍처 갤러리에 수록된 모델들을 원 논문과 config.json 파일 기반으로 순수 PyTorch로 직접 구현한 오픈소스 저장소입니다. GPT-2부터 DeepSeek R1, Kimi K2, GLM 4.5 등 15개 이상 모델을 아키텍처별 하나의 읽기 쉬운 파일로 제공하며, 어텐션 방식(MHA/GQA/MLA), 정규화, 위치 인코딩, MoE 라우팅 등 구조적 차이를 나란히 비교할 수 있게 합니다. 속도나 배포 최적화보다 학습과 명확성을 목표로 하는 리소스로, 기여자도 모집 중입니다.
OpenArch – 최신 오픈소스 LLM 아키텍처의 Python 구현
OpenArch는 최신 오픈소스 LLM 아키텍처를 한 모델씩 처음부터 직접 작성한 Python 구현 모음입니다. 이 저장소에는 Sebastian Raschka의 LLM Architecture Gallery에 수록된 모델 아키텍처들을 직접 손으로 작성한 PyTorch 구현이 담겨 있습니다. 각 모델은 원 논문, 기술 보고서, 참고용 config.json 파일, 그리고 Sebastian Raschka와 Machine Learning Mastery의 훌륭한 해설 글을 바탕으로 최선을 다해 구현되었습니다.
이 프로젝트의 목표는 transformers 같은 프로덕션 라이브러리와 경쟁하는 것이 아닙니다. 목표는 명확성과 학습입니다. 아키텍처당 하나의 읽기 쉬운 파일로, 구조적 선택 사항(어텐션 유형, 정규화, 레이어 구성, MoE 라우팅, 위치 인코딩)을 명시적으로 드러내 나란히 비교하기 쉽게 만드는 것이 목적입니다.
왜 이 저장소인가?
현대 LLM 아키텍처는 공통된 뼈대를 공유하지만 수십 가지의 작지만 중요한 선택에서 차이가 납니다:
- 어텐션(Attention): MHA, GQA, MQA, MLA, 슬라이딩 윈도우(sliding-window), 선형(linear)/DeltaNet 하이브리드
- 정규화(Normalization): pre-norm, post-norm, QK-Norm, 샌드위치 norm, RMSNorm
- 위치 인코딩(Positional Encoding): RoPE, NoPE, 부분 RoPE, YaRN
- 디코더 유형: dense vs sparse MoE(공유 전문가 shared experts 포함 여부), Mamba/어텐션 하이브리드
- 학습 기법: Multi-token-prediction, latent experts, gated attention
공식 모델 코드를 읽기는 어렵습니다. 프로덕션 저장소는 속도, 샤딩(sharding), 하위 호환성에 최적화되어 있기 때문입니다. 이 저장소는 읽기 쉬움에 최적화되어 있습니다.
현재까지 구현된 내용
✅ 표시된 구현은 순방향 패스(forward pass)가 가능하며, 🚧 표시는 구현 중입니다.
| 분야 | 모델 | 상태 | 모델 크기 | 정규화 | 위치 인코딩 | 어텐션 | MoE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 텍스트 | GPT-2 XL | ✅ | 1.5B | - | 절대 위치 | 멀티헤드 어텐션 | 아니오 |
| Llama 2 | ✅ | 7B | RMS Norm | RoPE | 멀티헤드 어텐션 | 아니오 | |
| Llama 3 | ✅ | 8B | RMS Norm | RoPE | 그룹화 쿼리 어텐션(GQA) | 아니오 | |
| OLMo 2 | ✅ | 7B | RMS Norm & QK-Norm | RoPE | 멀티헤드 어텐션 | 아니오 | |
| DeepSeek R1 | ✅ | 671B | RMS Norm & QK-Norm | RoPE | 멀티헤드 잠재 어텐션(MLA) | 예 | |
| Gemma 3 | ✅ | 27B | RMS Norm & QK-Norm | RoPE | 슬라이딩 윈도우 GQA | 아니오 | |
| Mistral 3 | ✅ | 24B | RMS Norm | RoPE | 슬라이딩 윈도우 GQA | 아니오 | |
| Llama 4 Maverick | ✅ | 400B | RMS Norm | RoPE | GQA | 예 | |
| Qwen 3 | ✅ | 4B | RMS Norm & QK-Norm | RoPE | GQA | 아니오 | |
| Qwen 3 30B-A3B | 30B | RMS Norm & QK-Norm | RoPE | GQA | 예 | ||
| Kimi K2 | ✅ | 1T | RMS Norm | RoPE | MLA | 예 | |
| GLM 4.5 | ✅ | 355B | RMS Norm & QK-Norm | RoPE | GQA & Multi-Token Prediction | 예 | |
| GPT-OSS | ✅ | 20B | RMS Norm | RoPE | 슬라이딩 윈도우 GQA | 예 | |
| Grok-2.5 | 🚧 | 270B | RMS Norm | RoPE | GQA | 예 | |
| 멀티모달 | PaliGemma | ✅ | 3B | RMS Norm | RoPE | 멀티헤드 어텐션 | 아니오 |
| Qwen3 | 🚧 | 3B | RMS Norm | RoPE | 멀티헤드 어텐션 | 아니오 | |
| 이미지 | Dall-e | 🚧 | - | - | - | Transformer | - |
전체 목표 목록은 Architecture Gallery의 72개 아키텍처와 일치합니다. 어느 것이든 기여를 환영합니다.
저장소 구조
OpenArch/
├── text/
│ ├── gpt2/
│ │ ├── model.py
│ │ └── README.md
│ ├── llama3/
│ ├── qwen3/
│ ├── grok2.5/
│ └── deepseek_v3/
├── multimodal/
│ └── pali-gemma/
│ ├── model.py
│ └── README.md
├── README.md
└── requirements.txt
각 모델은 자체 폴더에 model.py와 아키텍처 선택 사항 및 참고 자료를 설명하는 간단한 README.md가 함께 있습니다.
기여 안내
적극적으로 기여자를 찾고 있습니다. 모델 논문을 읽는 것을 즐기거나, config.json 파일을 비교하는 것을 좋아하거나, 아니면 단순히 현대 LLM이 어떻게 만들어지는지 이해를 깊게 하고 싶다면 좋은 시작점이 될 수 있습니다.
좋은 첫 기여 예시:
- 갤러리에서 아직 구현되지 않은 모델을 골라 model.py 추가하기
- 기존 모델의 아키텍처 선택 사항을 문서화하는 README.md 작성하기
- 공식 가중치를 로드해 몇 개 토큰에서 출력이 일치하는지 확인하는 순방향 패스 테스트 추가하기
- 버그 수정, docstring 개선, 공용 컴포넌트 리팩토링
큰 작업을 시작하기 전에는 이슈를 열어 중복 노력을 피해 주세요. 구현은 성능보다 가독성을 우선해야 합니다 — 이것은 무엇보다 학습 자료입니다. 자세한 내용은 CONTRIBUTING.md를 참고하세요.