LLM入門書シリーズ — 生成AIを理解するために、分解してみる

公開日: 2026-02-15 最終更新日: 2026-06-07 バージョン: 12
LLM入門書シリーズ — 生成AIを理解するために、分解してみる

LLM入門書シリーズ

大規模言語モデルを、一巻ずつ、少しでも手の届くところへ。全7巻で、扱い方の別の側面をひとつずつ取り上げています。


このシリーズが目指していること

LLM入門書シリーズは、大規模言語モデルを「仕組みから理解する」ための読みものです。日々コードを書いている技術者の方、開発寄りの製品担当の方、専門家ではないけれど興味を持って読み進めたい方 — 技術にきちんと向き合おうとする読者を想定して書きました。各巻はそれぞれ別の側面を扱っていますが、技術的な厳密さを保ちつつ、現場で使える粒度にまで噛み砕くことを心がけています。

読み方は人それぞれです。第1巻だけで一通りの基礎を押さえる読み方もできますし、シリーズを順に追って — 基礎、数学、外部知識との連携、文脈の組み立て、運用、規模の拡大、安全性 — 大規模言語モデルをきちんと扱うための土台を、一通り組み立てていくこともできます。

全巻、株式会社レシートローラーでCTOを務める下田昌平が書いています。日々のAIシステムの設計・運用のなかで得た経験を、できるだけ専門外の方にも届く言葉に置き直しながら、書いてきたものです。

こんな方へ: 長く使える理解を手に入れたい技術者・設計担当の方。AIに関わる意思決定の場にいるプロダクト担当や経営層の方。ニュースの裏側で何が起きているかを掴みたい学生さんや、好奇心の強い実務者の方。数学的な前提知識がなくても読めるように整えていますが、すでに数学に経験のある方にも、読みものとして付き合っていただける構成にしてあります。

このページの読み方

下に各巻の目次を、部ごとに整理して掲載しています。シリーズ全体について、すべての章を一本ずつ読み解いていく解説記事を、少しずつ書いていく予定です。解説記事がすでに公開されている章にはリンクを、未公開の章はリンクのない地のままの文字で並べてあります。

付録もリストには載せていますが、これらは 書籍にだけ収録している内容 — 参考資料、早見表、解答付きの演習、その他「本の巻末」に置くべきもの — です。解説記事の対象にはしていません。付録まで手元に置きたい方は、書籍を覗いてみてください。


全7巻の構成

第1巻 — 生成AIの仕組み

大規模言語モデルの基礎を、できるだけやさしく、実用に近いところまで。

シリーズ全体の土台となる入口の1冊。ゼロから — トークン、学習、そして「次の単語を予測する」という一見素朴な行為から始めて — 大規模言語モデルとは何か、どのように訓練されるか、なぜそのように振る舞うのか、を予備知識なしで追えるかたちで描きます。専門用語は剥がし、誠実な見取り図を組み立てる。これ以降のすべての巻が、その上に積み上がっていきます。

Amazon: LLM Primer I — How Generative AI Works

LLM Primer I — How Generative AI Works

シリーズ序文: LLM Primer I 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

付録 (書籍のみ)

付録 ALLM 用語集
付録 BAttention の背後の数学
付録 Cプロンプティング・チートシート
付録 Dツール & ライブラリ
付録 Eおすすめの読み物

第2巻 — 数学で読み解く言語モデル

数学的な洞察で AI の内部を覗く。

AI の内部 — Attention、最適化のダイナミクス、損失の地形、スケーリングの振る舞い — を、それらを「動かしている数学」のかたちで追いかける、数学的に厳密で、それでもなお読み物として読める一冊。重要な式はひとつひとつ完全に導出し、ひとつずつ物語と類例と具体的な数値計算で包み直しています。第1巻が脇のコラムに留めた数学を、本筋として読みたい方へ。

Amazon: LLM Primer II — Language Models Through Mathematics

LLM Primer II — Language Models Through Mathematics

シリーズ序文: LLM Primer II 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

付録 (書籍のみ)

LLM 数学チートシート
LLM の統計学的視点
よくある質問
導出ワークブック
演習問題と解答
記号インデックス
フォワードパスを数値で追う
アイデアのタイムライン

第3巻 — RAG で強化するエンタープライズAI

エンタープライズ向けの Retrieval-Augmented Generation を作る、実務的な手引き。

現場で扱う RAG — ベクトルデータベース、チャンキング戦略、そして「自社のドキュメントにモデルを接地させる」アーキテクチャ。最新性と出典を伴うエンタープライズな回答を組み立てるために要るものを、一通り並べていく一冊。「最新性」と「出典」を満たさないと話が始まらない、そういう仕事に AI を載せる立場の方へ。

LLM Primer III — Enhancing Enterprise AI with RAG

第I部 — RAG の基礎

第1章RAG アーキテクチャの進化

第II部 — データ取り込み、解析、チャンキング

第2章賢いドキュメント解析
第3章高度なチャンキングのフレームワーク

第III部 — ベクトルDBと検索最適化

第4章適切なベクトルDBを選ぶ
第5章検索パイプラインの設計

第IV部 — セキュリティ、プライバシー、アクセス制御

第6章RAG の脅威モデルと脆弱性
第7章アクセス制御の実装
第8章RAG パイプラインでのデータ匿名化

第V部 — 評価、監視、運用

第9章RAG 評価の3本柱
第10章主要な評価フレームワーク
第11章継続的な更新とパイプライン最適化

付録 (書籍のみ)

付録 ARAG 最適化のための数式集
付録 Bデータ匿名化と評価のためのサンプルシステムプロンプト
付録 CベクトルDBとツールの意思決定マトリクス
付録 DRAG 評価のベンチマークデータセット

第4巻 — MCP で設計する AI の認知

信頼できる AI エージェントのために、コンテキスト、ツール、メモリを工学する。

構造化されたコンテキストモデリングと、オーケストレーション。モデルの内部ではなく、モデルに「見せる文脈と状況」を作り込むことで推論を整える、という思想です。エージェント型システムを作る立場の方へ — ツールの目録、長時間走るループ、セッションを跨ぐメモリ、そして「モデルに何を見せるか」を設計する規律まで。

LLM Primer IV — Designing AI Cognition with MCP

第I部 — AI 統合のパラダイムシフト

第1章AI 統合の危機とエージェント型アーキテクチャ
第2章Model Context Protocol (MCP) の全体像

第II部 — MCP の中核機構

第3章サーバープリミティブ — コンテキストと能力の提示
第4章クライアントプリミティブ — エージェント挙動と制御
第5章トランスポートプロトコルとディスカバリ

第III部 — マルチエージェントのオーケストレーションパターン

第6章オーケストレーションの基本戦略
第7章高度な協調と動的なパターン
第8章アーキテクチャ上の配置レイアウト

第IV部 — AI 認知の設計 — コンテキストとメモリ

第9章Attention 予算の管理
第10章長時間タスクのメモリ

第V部 — エージェント型ワークフローのセキュリティ

第11章攻撃面とプロトコルの脆弱性
第12章プロトコルの堅牢化と防御

第VI部 — 本番運用とスケール

第13章フレームワークとクラウド統合
第14章ベンチマーキング、テスト、パフォーマンス

付録 (書籍のみ)

付録 AMCP クイックリファレンスとチートシート
付録 B実装ブループリントとコード例
付録 C本番運用とセキュリティのチェックリスト
付録 D高度な仕様と SEPs
付録 Eベンチマークとパフォーマンスデータ
付録 F公式リソースとエコシステムリンク

第5巻 — 実世界の LLM アプリケーションを作る

本番運用の LLM システムを設計し、評価し、運用する。

プロトタイプから本番まで — API 設計、評価ループ、監視、統合 — を、システム指向の視点で順に辿る一冊。モデルを、ユーザーが日々使うサービスへと整えていく工程。アーキテクチャの理解を、実際の現場へと橋渡しする段階の方に。

LLM Primer V — Building Real-World LLM Applications

第I部 — AI エンジニアリングの基礎

第1章AI エンジニアリングという規律
第2章ファウンデーションモデルとプロンプトエンジニアリング

第II部 — エージェントと検索の能力を組み込む

第3章Retrieval-Augmented Generation (RAG)
第4章AI エージェントとツール呼び出し

第III部 — 品質保証と可観測性

第5章LLM アプリケーションの評価
第6章AI の可観測性とトレーシング

第IV部 — セキュリティ、スケール、最適化

第7章LLM のセキュリティとガードレール
第8章パフォーマンス、サービング、コストの最適化

付録 (書籍のみ)

付録 A本番運用とセキュリティのチェックリスト
付録 Bツールとフレームワーク選定マトリクス
付録 Cプロトコル、ストリーミング、構造化出力
付録 Dレートリミットとコスト管理のアーキテクチャ
付録 EAI エンジニアリングのメトリクスと用語集

第6巻 — AI システムをスケールさせる

本番で動かす、低レイテンシな LLM 推論を組み立てる。

分散サービング、レイテンシ最適化、コストモデリング — 1日に何百万回も応答する規模のシステムのための、推論アーキテクチャ。AI システムが1台のサーバーを超えて、「インフラ」として扱う必要が出てきた段階の方へ。

LLM Primer VI — Scaling AI Systems

第I部 — LLM 推論の基礎

第1章トークン生成のメカニクス
第2章Key-Value (KV) キャッシュの課題

第II部 — ハードウェア基盤

第3章生成 AI のためのデータセンター GPU
第4章専用 AI シリコンと ASIC

第III部 — モデルレベルの最適化 (圧縮)

第5章量子化のからくり
第6章枝刈りと知識蒸留

第IV部 — システムおよびエンジンレベルの最適化

第7章先進的なバッチング戦略
第8章次世代の KV キャッシュ管理
第9章投機的デコーディング

第V部 — サービングフレームワークとオーケストレーション

第10章LLM エンジン層
第11章プラットフォームとオーケストレーション層
第12章分散サービングと Kubernetes
第13章オートスケールとコールドスタートの緩和

第VI部 — アプリケーションレベルの経済学と TCO

第14章トークンエコノミクスと API 価格設定
第15章サーバーレス API 対 専用インフラ
第16章本番でのコスト削減戦略

付録 (書籍のみ)

付録 A数式とコストモデリングのリファレンス
付録 Bハードウェアとアクセラレータの仕様ガイド
付録 Cデプロイメント構成とコードスニペット
付録 Dベンチマーク手法とメトリクス定義

第7巻 — AI セキュリティ

プロンプトインジェクション、ジェイルブレイク、敵対的脅威から LLM システムを守る。

安全で堅牢な AI を設計する。敵対的なリスク、プロンプトインジェクション、ガバナンスのフレームワーク、そして実世界に展開されたシステムのための防御的な設計。AI システムを「セキュリティに関わるインフラ」として扱う必要が出てきた方に。

LLM Primer VII — AI Security

第I部 — AI セキュリティの基礎

第1章AI セキュリティはなぜ違うのか
第2章LLM システムの脅威モデリング
第3章データセキュリティとプライバシー

第II部 — プロンプトと対話のセキュリティ

第4章プロンプトインジェクションとジェイルブレイク
第5章入力検証と出力フィルタリング
第6章RAG におけるリスク

第III部 — モデルの頑健性と信頼性

第7章ハルシネーションと信頼性
第8章モデルへの敵対的攻撃
第9章モデルの完全性とサプライチェーンのリスク

第IV部 — システムレベルのセキュリティアーキテクチャ

第10章安全な LLM アーキテクチャの設計
第11章可観測性、ロギング、インシデント対応
第12章アクセス制御とアイデンティティ

第V部 — ガバナンス、倫理、コンプライアンス

第13章規制のランドスケープ
第14章バイアス、公平性、責任ある AI
第15章安全な AI 組織を作る

第VI部 — 発展的トピック

第16章安全なファインチューニングと適応
第17章将来の脅威と新興の防御

付録 (書籍のみ)

付録 A本番システム向け AI セキュリティチェックリスト
付録 Bサンプル脅威モデルテンプレート
付録 C安全なプロンプト設計パターン
付録 DLLM アプリケーションのインシデント対応テンプレート
付録 E推奨ツールとフレームワーク

このページは少しずつ育てていきます

シリーズの各巻が公開されるたびに、また各章の解説記事が公開されるたびに、このページを少しずつ更新していきます。第3巻〜第7巻はそれぞれの目次を上に掲載していますが、章ごとの解説記事は、書き上がり次第、順に追加していく予定です。

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はじめての一冊として。 全12章、図解、「やさしい言葉で言うと」コラム、コード例で、「生成AIが実際にどう動いているか」を一通り辿る構成にしています。『LLM Primer I』はAmazonで
もう一段、数学に踏み込んでみたい方へ。 Attention、最適化、損失の地形、スケーリング — それぞれを、ふさわしい数学の言葉で読み直す一冊です。『LLM Primer II』はAmazonで

下田 昌平
下田 昌平
開発と設計を担当。1994年からプログラミングを始め、今もなお最新技術への探究心を持ち続けています。