AI 에이전트 시스템이 급속도로 발전하면서 한 가지 중요한 변화가 일어나고 있습니다. 지금까지 GPT-4나 Claude 3.5 Sonnet 같은 대형 언어 모델(LLM)이 AI 에이전트의 핵심 역할을 담당해왔지만, 이제는 소형 언어 모델(SLM)이 더 나은 대안으로 떠오르고 있습니다. 최근 발표된 연구에 따르면, 실제 에이전트 작업의 상당 부분에서 SLM이 LLM보다 더 적합하고 경제적이라는 사실이 밝혀졌습니다.

AI 에이전트의 현실적 요구사항
대부분의 AI 에이전트는 실제로 매우 구체적이고 반복적인 작업을 수행합니다. 웹 스크래핑, 데이터 처리, API 호출, 코드 생성 등의 업무는 범용적인 대화 능력보다는 특정 도구를 정확하게 사용하는 능력이 더 중요합니다. 이런 상황에서 수백억 개의 매개변수를 가진 거대한 모델을 사용하는 것은 마치 못을 박기 위해 대형 해머를 사용하는 것과 같습니다.
연구진이 분석한 MetaGPT, Open Operator, Cradle 등의 실제 에이전트 시스템에서는 40-70%의 LLM 호출을 SLM으로 대체할 수 있는 것으로 나타났습니다. 특히 구조화된 데이터 생성이나 일상적인 도구 사용 작업에서 SLM의 성능은 대형 모델과 비교해도 손색이 없었습니다.
경제성이 가져오는 혁신
SLM의 가장 큰 장점은 경제성입니다. 7B(70억) 매개변수 수준의 SLM을 서빙하는 비용은 70-175B 규모의 LLM보다 10-30배 저렴합니다. 이는 단순히 비용 절감을 넘어서 완전히 새로운 비즈니스 모델을 가능하게 합니다.
예를 들어, 실시간 고객 서비스 에이전트나 개발자 도구에서 지연 시간 없는 응답이 필요한 경우, SLM은 수백 밀리초 내에 응답할 수 있지만 LLM은 몇 초가 걸립니다. 이런 차이는 사용자 경험에 결정적인 영향을 미칩니다.
모듈형 시스템의 진화
SLM은 단순히 LLM의 축소판이 아닙니다. 오히려 전문화된 여러 모델을 조합하는 모듈형 아키텍처를 가능하게 하는 핵심 요소입니다. 각각의 SLM이 특정 작업에 특화되어 있기 때문에, 전체 시스템의 정확도와 신뢰성이 향상됩니다.
Phi-3, Hymba-1.5B, DeepSeek-R1-Distill, RETRO-7.5B 같은 최신 SLM들은 이미 상식적 추론, 지시 사항 따르기, 코드 생성 등에서 30-70B 규모의 모델과 비슷한 성능을 보여주고 있습니다. 특히 DeepSeek-R1-Distill은 추론 능력에서 GPT-4o나 Claude 3.5 Sonnet을 능가하는 성과를 보이기도 했습니다.
실용적 전환 전략
LLM 기반 에이전트를 SLM 중심으로 전환하는 것은 체계적인 접근이 필요합니다. 연구진이 제시한 6단계 전환 알고리즘은 다음과 같습니다:
- 사용 패턴 로깅: 현재 LLM 호출을 분석하여 작업 유형 파악
- 작업 클러스터링: 유사한 작업들을 그룹화
- 우선순위 선정: 가장 반복적이고 구조화된 작업부터 시작
- PEFT 파인튜닝: 특정 작업에 최적화된 SLM 훈련
- 점진적 대체: 안전한 작업부터 단계적으로 SLM으로 교체
- 성능 모니터링: 품질 저하 없이 전환이 이루어지는지 확인
이런 접근 방식을 통해 기업들은 리스크를 최소화하면서도 비용 효율성을 극대화할 수 있습니다.

하이브리드 미래의 청사진
SLM이 미래라고 해서 LLM이 완전히 사라진다는 뜻은 아닙니다. 오히려 두 모델이 각자의 강점을 살리는 하이브리드 시스템이 이상적입니다. 복잡한 추론이나 창의적 작업은 여전히 LLM이 담당하고, 일상적이고 반복적인 작업은 SLM이 처리하는 분업 체계가 만들어질 것입니다.
이런 변화는 단순한 기술적 최적화를 넘어서 AI 산업 전반의 접근성을 높이는 의미가 있습니다. 소형 모델은 개발자들이 밤새 파인튜닝할 수 있고, 개인용 하드웨어에서도 실행할 수 있어 AI 기술의 민주화를 이끌 것으로 예상됩니다.
SLM 중심의 에이전트 시스템은 효율성, 경제성, 모듈성이라는 세 가지 핵심 가치를 통해 AI 에이전트의 새로운 표준을 만들어가고 있습니다. 이는 단순한 트렌드가 아니라 AI 기술이 실용적이고 지속 가능한 방향으로 발전하고 있음을 보여주는 중요한 신호입니다.
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