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Wie ein LLM funktioniert
VOM TRAINING ZUR INFERENCE · TRANSFORMER · WORKFLOW · PRODUCTION
Original-Infografik: „How an LLM works from training to inference 🚀“ von @TheAgenticAIEngineer — kompletter LLM-Lebenszyklus: Pre-Training (11 Schritte) → Inference (Token für Token) → Deployment & Observability (425 Likes).
How an LLM works - TheAgenticAIEngineer
Kernidee: Ein LLM (Large Language Model) entsteht in zwei Phasen: Zuerst wird es offline trainiert (aus Daten lernt es, das nächste Wort vorherzusagen), dann liefert es online beim Benutzen Antworten — ebenfalls Wort für Wort. Diese Infografik zeigt den kompletten Weg: Daten → Tokenisierung → Transformer → Pre-Training → Feinabstimmung → Inference → Deployment.

Basics: Was ist ein LLM?

Ein LLM (Large Language Model = großes Sprachmodell) ist ein KI-Modell, das Sprache versteht und erzeugt. Anders als ein normales Programm lernt es aus riesigen Textmengen, welches Wort wahrscheinlich als Nächstes kommt. Technisch beruht es auf der Transformer-Architektur. Ein zentraler Punkt: Das Modell „denkt“ nicht im herkömmlichen Sinn — es sagt immer das wahrscheinlichste nächste Wort voraus. Kreativität und Flüssigkeit entstehen aus dieser simplen Kette.

Teil 1 · Training (offline)

So entsteht ein Modell von Grund auf — in 11 Schritten:

01 · Training Data

Rohdaten (Webtext, Bücher, Code, Artikel) werden bereinigt, gefiltert und entdoppelt → Trainings-Dataset.

02 · Tokenization

Text wird in kleine Einheiten (Token) zerlegt: „LLMs are powerful“ → [LLMs] [are] [power] [ful] → dann in numerische Token-IDs ([1234, 56, 782, 913]).

03 · Embeddings

Token-IDs werden in Vektoren (Token-Embeddings) gewandelt und mit Positions-Infos (z. B. RoPE) kombiniert → Input-Representation.

04 · Transformer Architecture

Kernstück: N-fach wiederholte Transformer-Blöcke aus Self-Attention + Feed-Forward-Netz, jeweils mit „Add & Norm“ (Residual + Layer-Normalization).

05 · Self-Attention

Berechnet Beziehung der Token zueinander: Query (Q) × Key (K) → Attention-Scores, Causal Mask (nur Vergangenheit sehen), Softmax-Normalisierung, gewichtet mit Values (V).

06 · Feed-Forward Network

Zweiter Block-Teil: lineare Schichten + Aktivierungsfunktion (GELU).

07 · Next-Token Prediction

Der autoregressive Kern: Bei „The cat sat on the…“ sagt das Modell das nächste Token („mat“) voraus.

08 · Pre-Training

Trainingsloop: vorhersagen → Loss (Cross-Entropy) → Backpropagation → Gewichte aktualisieren. Milliardenfach wiederholen → Base Model.

09 · Instruction Tuning

Feinabstimmung mit Anweisungs-Antwort-Paaren (Supervised Fine-Tuning), damit das Modell Anweisungen befolgt.

10 · Alignment

Ausrichten für Sicherheit/Hilfsbereitschaft via RLHF (Reinforcement Learning with Human Feedback) oder DPO.

11 · Trained LLM

Ergebnis: ein allgemeines, instruktionsbasiertes Sprachmodell.

Teil 2 · Inference (online)

Beim Benutzen läuft derselbe Ablauf in Echtzeit:

Prompt → Tokenisierung → Embeddings

User fragt z. B. „Explain quantum computing…“ → wird in Token-IDs und Input-Embeddings gewandelt.

Transformer (trainiertes LLM)

Input durchläuft die trainierten Blöcke → Hidden States.

Logits & Probabilities

Linear-Schicht + Softmax erzeugen Wahrscheinlichkeiten für das nächste Token.

Decoding

Strategien wählen das Token: Greedy Search, Top-K, Top-P, Temperature, Beam Search.

Generated Tokens → Final Response

Token werden erzeugt, an den Kontext angehängt, wiederholt bis Stopp-Signal (EOS) → Detokenization → Antwort an den User.

Teil 3 · Deployment & Observability

Modell-Serving

Das trainierte Modell wird über Software wie vLLM oder TGI bereitgestellt; ein API-Gateway leitet Anfragen weiter; Auto-Scaling + Monitoring sorgen für Stabilität; Speicherung als Model-Artifact, meist via Docker/Kubernetes.

Observability & Evaluation

Laufende Metriken: Request-Tracing, Token-Verbrauch, Latenz, Antwort-Qualität, Sicherheits-Checks, Fehler — als Logs, Metriken & Alerts.

Wichtig für den Einsteiger: Das Modell „weiß“ nichts auswendig im Sinne einer Datenbank — es berechnet bei jeder Antwort die passenden Wörter neu. Deshalb sind Kontext (was man in denselben Chat schreibt) und Token-Limit wichtig: Alles wird dem Modell als Text mitgegeben.

Selbsttest

  1. Was ist die elementare Lernaufgabe eines LLM beim Pre-Training? (Next-Token Prediction — das nächste Wort vorhersagen)
  2. Worin unterscheiden sich Training und Inference? (Training = offline Gewichte lernen; Inference = online Antworten erzeugen)
  3. Was macht der Causal Mask im Self-Attention? (Stellt sicher, dass das Modell nur vergangene Token sieht)
  4. Wozu dient RLHF? (Alignment — Modell an Menschen-Präferenzen ausrichten, sicherer/hilfreicher machen)
  5. Wie erzeugt das Modell trotz „nur nächste-Wort-Vorhersage“ flüssige Antworten? (Indem es generierte Token wieder in den Kontext einfügt und Wort für Wort wiederholt, bis ein Stopp-Signal kommt)