코덱스 (인공지능)

코덱스(Codex)는 2022년 오픈AI(OpenAI)가 개발한 자연어로 된 명령어를 코드로 변환해 주는 딥러닝 기반의 인공지능(AI) 모델이다. 이 모델은 자연어 명령을 12개 이상의 프로그래밍 언어로 변환해주는 기능을 제공하여, 프로그래밍 지식이 없는 사람도 AI와 채팅하듯 간단한 명령을 통해 코드를 작성할 수 있다. 이를 통해 복잡한 코딩 작업을 훨씬 간편하게 해결할 수 있다.

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등장배경

코덱스는 오픈AI에서 개발한 자연어 처리 모델 GPT-3의 후속작이다. GPT-3는 1750억 개의 매개변수를 기반으로 작동하며, 인간 언어를 매우 높은 수준으로 이해하고 생성할 수 있는 모델로 주목받았다. 특히, GPT-3는 텍스트 생성, 번역, 대화, 에세이 작성 등 다양한 언어 관련 작업에서 놀라운 성능을 보였다. 그러나 샤리프 샤밈(Sharif Shameem)을 포함한 개발자들이 GPT-3의 잠재력을 테스트하면서 자연어를 코드로 변환하는 가능성을 발견했고, 이는 곧바로 코덱스라는 새로운 언어 모델로 발전하게 되었다.

원리

자연어 처리 및 코드 생성

코덱스의 핵심 원리는 자연어 처리(NLP)와 코드 생성이다. 사용자는 일상적인 대화 방식으로 프로그램을 작성하는 명령을 내릴 수 있다. 예를 들어, "파이썬으로 웹 애플리케이션을 만들어라"라는 자연어 명령을 입력하면, 코덱스는 이 명령을 이해하고 적절한 파이썬 코드를 생성한다. 이 과정에서 코덱스는 다음과 같은 절차를 따른다.

• 자연어 이해: 사용자의 명령을 해석하고 필요한 기능을 파악한다. 예를 들어, "웹 애플리케이션"이라는 용어는 코덱스에게 웹 서버, 데이터베이스, API 통신 등을 포함하는 기능을 의미할 수 있다.
• 코드 생성: 사용자의 요구에 맞는 코드를 생성한다. 코덱스는 파이썬, 자바스크립트, 자바, C++, 루비 등 12개 이상의 프로그래밍 언어를 이해하며, 상황에 맞는 언어로 적절한 코드를 작성할 수 있다.
• 코드 실행 및 결과 도출: 생성된 코드는 사용자가 바로 실행해볼 수 있으며, 실행 결과는 즉시 확인 가능하다. 이를 통해 사용자는 빠르게 코드를 테스트하고 수정할 수 있다.

주요 기능

코덱스는 수십억 줄의 코드와 자연어 데이터를 포함한 대규모 데이터로 학습되었다. 특히 깃허브(GitHub)와 같은 소프트웨어 리포지토리에서 확보한 코드 데이터를 통해 다양한 프로그래밍 언어에 대한 이해력을 높였다. 그 결과 코덱스는 파이썬(Python), 자바스크립트(JavaScript), 고(Go), 펄(Perl), PHP, 루비(Ruby), 스위프트(Swift), 타입스크립트(TypeScript), 셸(Shell) 등 12개 이상의 언어로 작성된 코드를 자연어 명령에 따라 생성할 수 있다.

대화형 코딩 지원

코덱스는 대화형 코딩 기능을 제공한다. 사용자가 코드를 작성하거나 수정할 때, 코덱스와 상호작용을 통해 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 "이 코드에서 버그를 찾아 수정해라"라고 지시하면, 코덱스는 해당 코드에서 버그를 찾아 이를 수정하는 코드를 생성해준다. 이를 통해 프로그래머는 더 빠르고 효율적으로 코딩 작업을 완료할 수 있다.

자연어를 코드로 변환

코덱스의 가장 큰 장점은 자연어를 코드로 변환하는 능력이다. 사용자는 코덱스에게 "사람 게임을 만들어라" 또는 "이 게임을 웹페이지에 넣어라"와 같은 간단한 명령을 내릴 수 있으며, 코덱스는 이 명령을 해석하여 실행 가능한 코드를 생성한다. 이로 인해, 프로그래밍에 대한 배경지식이 부족한 사용자도 복잡한 소프트웨어 개발 과정을 쉽게 수행할 수 있게 되었다. 예를 들어, 코덱스는 간단한 게임을 개발하는 데 필요한 코드를 생성할 수 있다. 사용자가 “주인공을 화면 좌우로 움직일 수 있게 해달라”라고 명령하면, 코덱스는 이를 해석하여 키 입력에 따라 캐릭터를 좌우로 이동시키는 코드를 작성한다. 이러한 기능은 개발자의 생산성을 크게 향상시켜, 원래 2시간이 걸리던 작업을 2분 만에 완료할 수 있도록 한다.

코드 작성의 정확성과 유연성

코덱스는 명령을 정확히 이해하고 이를 프로그래밍 언어로 변환하는 능력을 갖추고 있다. 예를 들어, 사용자가 "작은 바위를 화면 상단에 생성하고 이를 아래로 떨어뜨려라"라고 명령하면, 코덱스는 '작다'와 '떨어지다'와 같은 추상적 개념을 정확히 해석하여 코드로 변환한다. 이 과정에서 코드의 크기 조정이나 위치 이동과 같은 세부 작업도 자동으로 처리할 수 있다. 또한 코덱스는 코드의 동작을 시뮬레이션하는 과정에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 예측하고 수정하는 기능도 포함하고 있다. 이는 개발자가 코드에서 버그를 찾고 수정하는 데 필요한 시간을 절약해 준다.

GPT-3와 차이점

코덱스는 GPT-3에서 파생된 AI 모델이지만, 단순한 업데이트가 아니라 매우 독립적이고 특별한 방식으로 진화된 모델이다. GPT-3는 주로 자연어 처리에 중점을 두고 있어 텍스트 생성, 번역, 요약 등 다양한 언어 기반 작업에 뛰어났다. 하지만 GPT-3는 프로그래밍 언어에 대한 이해도가 상대적으로 부족했다. 물론 GPT-3도 자연어에서 코드로 변환하는 작업을 일부 수행할 수 있었지만, 이는 매우 제한적이었다. 코덱스는 이 문제를 해결하며 특히 프로그래밍 작업에 강점을 보인다.

자연어 처리에서 코딩으로의 진화

GPT-3는 언어 모델로서 1750억 개의 파라미터를 학습한 거대한 신경망으로 언어 이해와 생성에서 뛰어난 성능을 보여줬다. 그러나 주로 사람과의 텍스트 기반 상호작용에 중점을 두었고, 프로그래밍 코드를 작성하거나 실행하는 데는 한계가 있었다. 예를 들어, GPT-3는 자연어로부터 간단한 코드 스니펫을 생성할 수는 있었지만, 복잡한 소프트웨어 프로젝트를 자동화하거나 완성된 프로그램을 제공하는 데는 어려움이 있었다.

반면, 코덱스는 자연어 명령을 기반으로 구체적인 코드를 생성하고, 그 코드가 실제로 작동할 수 있도록 돕는 AI 모델이다. 단순히 문장을 생성하는 것에서 나아가, 프로그램 코드와 소프트웨어 기능을 만들어내고 실행 가능한 솔루션을 제공할 수 있는 것이 가장 큰 차별점이다. 이처럼 코덱스는 기존 언어 모델의 역할을 넘어, 프로그래밍의 영역으로 발전한 강력한 도구이다.

메모리와 컨텍스트 창의 차이

GPT-3의 가장 큰 제약 중 하나는 제한된 컨텍스트 창(context window)이었다. 이는 AI가 한 번에 처리할 수 있는 정보의 양을 말하며, GPT-3는 4KB의 컨텍스트 창만 제공했다. 이로 인해 GPT-3는 긴 명령어 또는 복잡한 문제를 다룰 때 어려움을 겪을 수밖에 없었다. 예를 들어, GPT-3가 복잡한 프로젝트에서 요구되는 코드나 설명을 이해하고 유지하기 어려워, 작업 중간에 잘못된 방향으로 흐르거나 명령을 제대로 수행하지 못하는 경우가 있었다.

코덱스는 이 문제를 해결하기 위해 14KB로 컨텍스트 창을 확장했다. 이는 GPT-3의 컨텍스트 크기보다 3배 이상 커진 수치로, 더 많은 정보와 복잡한 코드를 한 번에 처리할 수 있도록 한다. 이 확장은 단순히 많은 데이터를 처리할 수 있는 능력을 넘어, 문맥을 이해하고, 이전 대화나 명령을 더 길게 기억하며, 코드를 더 깊이 있게 분석할 수 있는 능력을 제공한다. 특히, 긴 자연어 명령을 인식하고 그에 맞춘 프로그래밍을 수행하는 데 있어서 이러한 컨텍스트 창의 확장은 필수적이다.

프로그램 실행 능력

GPT-3는 언어 모델로서 주로 텍스트와 관련된 작업을 수행했지만, 실제로 프로그래밍 코드를 실행하는 능력은 없었다. GPT-3가 만든 코드는 때때로 오류가 발생하거나, 실제로 실행되지 않을 수 있었으며, 그 결과는 사용자가 수동으로 수정해야 했다. 그러나 코덱스는 이 문제를 극복했다. 코덱스는 단순히 코드를 생성하는 것에 그치지 않고, 그 코드를 실제로 실행할 수 있는 능력을 가지고 있다. 사용자는 명령어를 입력하면 코덱스가 해당 명령에 맞는 코드를 생성하고, 이를 실행하여 결과를 도출한다.

예를 들어, 코덱스에 "간단한 게임을 만들어라"라고 입력하면, 코덱스는 실제로 그 게임을 구현할 수 있는 코드를 작성하고, 게임이 실행되는 결과를 보여준다. 이처럼 코덱스는 단순한 코드 작성기 이상의 역할을 하며, 코드 작성에서 실행, 디버깅까지의 전 과정을 자동화할 수 있다. 이를 통해 코덱스는 개발자에게 큰 시간 절약과 생산성 향상을 가져다준다.

언어 모델에서 실행 모델로

GPT-3는 '텍스트를 생성하는 기계'라는 이미지가 강했다. 이 AI는 주어진 문맥에서 새로운 텍스트를 만들고, 번역을 하며, 요약을 하기도 했다. 하지만 그 이상으로 실제 세계에서 작동하는 소프트웨어를 생성할 수는 없었다. 반면 코덱스는 자연어 처리 능력을 넘어 컴퓨터가 이해할 수 있는 코드를 생성하는 '실행 가능한 AI'라는 점에서 혁신적이다. 코덱스는 단순히 이론적인 텍스트 생성뿐 아니라, 컴퓨터와 소프트웨어 환경에서 명령을 실행해 결과를 도출하는 실질적인 역할을 수행할 수 있다.

활용 가능성

코덱스는 프로그래머가 컴퓨터와 상호작용하는 방식을 근본적으로 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 컴퓨터와의 의사소통은 그동안 사람이 기계의 언어에 적응해야 했으나, 코덱스는 이 관계를 뒤집어 컴퓨터가 인간의 자연어를 이해하고 그에 맞춰 행동하게 한다. 이는 프로그래밍의 접근성을 크게 높여줄 뿐만 아니라, 특히 비전문가도 복잡한 소프트웨어 개발에 참여할 수 있는 기회를 제공한다.

특히 마이크로소프트의 비주얼 스튜디오(Visual Studio)와 같은 개발 환경에서 코덱스가 이미 적용되고 있으며, 이를 통해 개발자들은 코드를 작성하는 과정에서 코덱스의 도움을 받아 반복적이고 단순한 작업을 자동화할 수 있다. 코덱스는 또한 깃허브 코파일럿(GitHub Copilot)의 강화판으로, 코드를 더 정교하고 유연하게 작성할 수 있는 기능을 제공한다. 코덱스는 12개 이상의 프로그래밍 언어(고, 펄, PHP, 루비, 스위프트, 타입스크립트, 셸)를 지원하는 강력한 다중 언어 모델이다. 이는 단순히 코드 작성 능력이 아닌, 다양한 언어 환경에서 복잡한 문제를 해결할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 사용자가 "파이썬을 이용해 간단한 웹 애플리케이션을 만들어라"라고 지시하면, 코덱스는 이에 맞는 코드를 생성하고, 이 애플리케이션을 실행해 결과를 보여줄 수 있다. 코덱스는 깃허브의 방대한 오픈 소스 소프트웨어 코드 리포지토리와 공개된 코드들로 훈련된 덕분에, 다양한 프레임워크와 API를 이해하고 이를 코드에 통합할 수 있다. 즉, 단순히 언어만 이해하는 것이 아니라, 실제로 그 언어를 사용하는 데 필요한 도구들까지 숙달하고 있다.

관련 소프트웨어

깃허브 코파일럿

깃허브 코파일럿은 2021년에 깃허브(GitHub)와 오픈AI(OpenAI)가 코드의 자동 완성을 통해 비주얼 스튜디오 코드(Visual Studio Code), 비주얼 스튜디오, 네오빔(Neovim), 제트브레인즈(JetBrains) 통합 개발 환경(IDE)의 사용자들을 도울 수 있도록 개발한 클라우드 기반 인공지능(AI) 도구이다. 코파일럿은 오픈AI의 GPT-3에서 파생된 코덱스를 기반으로 구축되었으며, 개발자의 코드 작성 과정을 자동화하고 보조해주는 기능을 제공하는 인공지능 페어 프로그래머(AI Pair Programmer)이다. 사용자는 매월 10달러 또는 연간 100달러를 지불하여 이 서비스를 사용할 수 있으며, 메이저 오픈 소스 프로젝트에 참여하는 학생과 관리자는 무료로 이용할 수 있다.

코파일럿의 가장 큰 장점 중 하나는 코드 작성의 효율성을 크게 향상시키는 점이다. 개발자가 작성 중인 코드의 문맥을 자동으로 분석하고 이해한 후, 해당 코드의 흐름에 맞는 코드 스니펫이나 전체 함수를 자동으로 생성해준다. 이는 단순히 코드 일부를 자동으로 작성하는 것을 넘어, 반복적인 작업을 줄이고, 더 나아가 복잡한 알고리즘 구현이나 코드 최적화, 테스트 생성까지도 지원한다.

코파일럿은 다양한 통합 개발 환경(IDE)에서 사용 가능하다. 대표적으로 비주얼 스튜디오 코드, 네오빔, 제트브레인즈 등의 개발 도구와 통합되어 개발자들이 익숙한 환경에서 AI 보조를 활용할 수 있도록 지원한다. 또한, 주석을 기반으로 자연어 명령을 이해하고 해당 주석에 맞는 코드를 자동으로 생성할 수 있어, 사용자가 일일이 코드를 작성할 필요 없이 큰 프로젝트도 보다 쉽게 완성할 수 있다.

코파일럿이 생성하는 코드는 다양한 프로그래밍 언어를 지원한다. 코덱스는 오픈 소스 코드와 자연어로 학습되었기 때문에 파이썬, 자바스크립트, 고언어 등 여러 언어에서 동작하며, 복잡한 프로그래밍 작업도 처리할 수 있다. 특히, 개발자가 이미 작성한 코드를 대체할 수 있는 제안이나 솔루션을 제공할 수 있어, 기존의 작업 방식을 더욱 효율적으로 개선할 수 있다.

한계

코덱스는 혁신적인 기술이지만 아직 몇 가지 한계가 있다. 예를 들어, 코덱스가 제안하는 코드 중에는 잘못된 구문이나 정의되지 않은 변수를 포함할 수 있다. 또한 특정 작업을 수행할 수 없는 코드를 제안할 때도 있다. 이러한 문제는 모델의 훈련 데이터에서 발생할 수 있는 오류 또는 모델 자체의 한계에서 비롯될 수 있다. 그러나 오픈AI는 이러한 문제를 해결하기 위해 지속적인 모델 개선을 약속하고 있으며, 코덱스를 사용하는 개발자들이 더 나은 결과를 얻을 수 있도록 피드백 루프를 강화하고 있다.

참고자료

• 최철규 기자, 〈코딩하는 인공지능 AI “코덱스(codex)”〉, 《윕뉴스》, 2021-09-10
• 박찬 기자, 〈말로 코딩하는 OpenAI 코덱스(Codex)...진정한 노코드(No-code) 실현해〉, 《AI타임스》, 2022-01-14
• 임유경 기자, 〈"2시간 걸리던 코딩 2분 만에"...AI 기반 개발 시대 열려〉, 《지디넷코리아》, 2022-05-25
• 최규현 기자, 〈깃허브, 코덱스 기반 노코딩 AI ‘코파일럿’ 정식 출시〉, 《뉴스비전e》, 2022-06-23

같이 보기

• 오픈AI
• 챗GPT

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