2024年最新!C/C++で始めるllama.cppによるLLM推論入門ガイド
2024年最新のllama.cppを使い、C/C++で軽量なLLM推論をローカル環境で実現する方法を解説。CPUだけで高速動作可能な技術を紹介します。
Shelled AI (日本)
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マルチモーダルRAGシステムの設計を基礎から解説。埋め込み技術や実装のコツ、具体的なコード例で初心者も理解しやすい内容です。
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ベクトル検索エンジンのセキュリティとアクセス制御の重要ポイントを解説。認証・暗号化・RBACなどの実践的対策で安全運用を実現します。
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あ、またお会いできましたね!前回の「2024年最新 Gemini Embedding入門:RAGとコンテキストエンジニアリング完全ガイド」、いかがでしたか?「もっとプロンプトエンジニアリングやコンテキスト最適化について詳しく知りたい!」という声、たくさん届きました。ありがとうございます。今回は、そのリクエストにしっかり応えます。最後までじっくり読んでいただければ、きっと「なるほど!」が増えるはずです。
AI開発や生成AIの現場にいると、「なんでこんな出力になるの?」と首をかしげる瞬間、ありませんか?私も最初は「もうちょっと賢く返してくれたらなぁ」と悩みました。でも、実はその“もやもや”を解決するカギが、プロンプトエンジニアリング(Prompt Engineering)とコンテキスト最適化(Context Optimization)にあるんです。
この2つの技術、ただAIに文章を投げるだけじゃありません。「どんな情報を」「どの順番で」「どう伝えるか」を戦略的に設計すること。これだけで、LLM(大規模言語モデル:Large Language Model)の出力が驚くほど変わります。最近はRAG(Retrieval-Augmented Generation:検索拡張生成)やGemini Embeddingのような新技術も登場し、文脈の重要性がますます高まっています。
この記事では、
読み終わる頃には、「なぜこの出力になったのか?」を自分で説明できるようになり、実務で“使える”プロンプト設計や文脈最適化のコツを自信を持って活用できるはず。完全な正解はなくても、一緒にベストプラクティスを探していきましょう!
プロンプトエンジニアリング、最近よく聞きますよね。でも「結局なに?」と疑問の方も多いのでは。私も最初は「なんとなく難しそう」と敬遠していました。でも、実務で生成AI(ChatGPTやGeminiなど)を使い始めて、「これは知っておかないと損だ」と痛感。実際、これ一つでAIの出力が劇的に変わるんです。
生成AIに「どんな風に答えてほしいか」を伝えるための指示文(プロンプト)を、目的に合わせて設計・調整する技術です。AIは与えられたテキストをもとに返答を作るので、プロンプト次第でアウトプットの質や内容が大きく変わります。
たとえば、「レシピを教えて」とだけ聞くのと、「30分以内で作れる和風パスタのレシピを3つ、材料と手順も簡潔に」と具体的に伝えるのとでは、AIの答え方がまるで違います。最初は漠然とした質問ばかりして「なんか期待と違う…」と感じていました。皆さんもそんな経験、ありませんか?
構造化された指示文や具体的な例示が大切です。たとえば、カスタマーサポートの自動化で「お客様からの問い合わせ内容を要約してください」だけだと、要約の粒度やフォーマットがバラバラに。そこで「問い合わせ内容を3行以内で簡潔に要約し、“お問い合わせ要約:”から始めてください」と構造化したプロンプトに変えたら、出力が一気に安定した、という実例も。
難しいタスクや専門的な内容では、期待する出力例をプロンプトに含めるのが効果的。「そんなに細かく指定していいの?」と最初は思いましたが、やってみるとAIの迷いが減り、ミスも減りました。逆に曖昧な指示だと「それ違うよ~」という答えが出てきてしまいます。私も何度も失敗して学びました。
プロンプトエンジニアリングは、AIを最大限に活用するための“伝え方の工夫”。コツは「何を」「どんな形式で」「どこまで詳しく」求めているかを、具体的かつ段階的に伝えること。慣れるまでは難しく感じるかもしれませんが、少しずつ試していくと「これだ!」という瞬間がきっと来ますよ。
さて、今回は「コンテキストウィンドウの基本と課題」について。AIやチャットボットを使っていると、「コンテキストウィンドウ」という言葉、よく聞きませんか?私も最初、「え、窓?」と戸惑いましたが、これはAIが一度に“覚えていられる”テキストの長さのこと。トークンという単位で数えられ、多くの最新AIモデルだと3,000~8,000トークンくらいが主流です(トークン=単語や記号のかたまり)。
「トークン制限内でどうやって情報を配置すればいいの?」
これ、悩みどころですよね。私も最初は思いついたことを全部プロンプトに詰め込んで、「情報がカットされてる…」と失敗したことがあります。皆さんもありませんか?
長大な議事録をそのままAIに読ませたら、「どこに何が書いてあるか分からなくなる」現象が起きました。AIも全部を均等に覚えていられるわけじゃないんですね。重要な部分が埋もれて、答えがズレることも。
日本の大手企業でも、議事録要約AIを導入する際「重要キーワードだけ抽出→AIへ渡す」工夫をしているそう。私もこの方法で応答精度がかなり上がりました。
ポイントは「限られたウィンドウに、いかに効率よく・重要な情報だけを配置するか」。私自身、まだまだ試行錯誤中ですが、失敗から学んだことが多いので、ぜひ皆さんも色々工夫してみてください!
プロンプト設計、難しく感じませんか?私も最初はどこまで細かく指示すればいいのか迷いましたし、「えっ、こんな返答になるの?」と驚いたことが何度も。今回は、曖昧さを避けつつ精度と多様性を両立させるベストプラクティスを、実体験や日本市場での事例も交えてお話しします。
「要約してください」だけだと、モデルがどの程度まとめればいいのか分かりません。これ、私も最初にやってしまった失敗です。
悪い例:
この文章を要約してください。
良い例:
以下の文章を300文字以内で要約し、重要なポイントを3つ箇条書きで挙げてください。
どうでしょう?具体的な指示を加えるだけで、モデルの出力がかなり安定します。
例示を活用する「few-shot learning」。最初は「例を入れるだけでそんなに変わるの?」と半信半疑でしたが、やってみたら本当に効果ありました。
例:
【入力例1】
文章: 東京は日本の首都であり、経済と文化の中心地です。
要約: 東京は日本の首都で、経済・文化の中心です。
【入力例2】
文章: 富士山は日本で最も高い山で、観光地としても有名です。
要約: 富士山は日本一高い有名な観光地です。
【入力】
文章: 京都は歴史的な寺院や神社が多く、観光客に人気の都市です。
要約:
モデルは「どうまとめればいいか」を理解しやすくなります。社内のAIチャットボットでも、この手法で回答の精度が目に見えて上がりました。
「文字数制限」や「禁止ワード」など、制約条件を明示するのも大事。ただ、ここで欲張りすぎて条件を詰め込むと、逆にモデルが硬直化しやすいんです。私も「ですます調で、100文字以内で、かつ◯◯の用語を使わずに」みたいにやったら、なんだか無理やりな文章になってしまいました。
制約条件の例:
以下の文章を200文字以内、敬語で要約してください。「AI」や「人工知能」という単語は使用しないでください。
「これもあれも」と詰め込むと、モデルが本来持っている柔軟性が失われてしまいます。だから、最低限の指示にとどめて、必要なら何度かプロンプトを調整してみるのがコツ。
一度に全部を完璧にしようとしなくても大丈夫。私も毎回試行錯誤しながら、「これだ!」というプロンプトにたどり着いています。皆さんも、「ちょっと曖昧かな?」と思ったら具体的な指示や例示を試してみてください。失敗してもOK、そこから学べばいいんです。
連続対話で「文脈維持」が超重要な理由、皆さんもなんとなく感じたことありませんか?たとえば、LINEのチャットボットで「昨日のおすすめ教えて」と聞いた後、「それ以外は?」と続けると、前の話を覚えていないと変な答えが返ってきたりしますよね。私も、ある日本のECサイトのチャットサポートで「この前の注文について」と聞いたら、「どの注文ですか?」と返されて、正直ちょっとガッカリした経験があります。
どうやって文脈を維持するのか?
ここで重要なのが「対話履歴」の扱い方です。私も最初は全部の履歴をそのままAIに渡せばいいと思っていたんですが、実はこれ、トークン数の制限ですぐに限界がきます(OpenAIのAPIだと4,096トークン制限とか、すぐ引っかかりますよね…)。
最近よく使われているのが、履歴の中から本当に必要な情報だけを抜き出して要約する方法。Pythonならこんな感じで「重要な発話」だけ抜き出すこともできます。
def filter_history(history, keywords):
return [h for h in history if any(k in h["text"] for k in keywords)]
# 実際の履歴例
history = [
{"speaker": "user", "text": "昨日の注文番号は12345です"},
{"speaker": "bot", "text": "ありがとうございます"},
{"speaker": "user", "text": "配送状況を知りたい"},
]
important = filter_history(history, ["注文番号", "配送状況"])
print(important)
(こうやって発話ごとにメタデータを付与するのもコツです)
ここで「動的プロンプト生成(Dynamic Prompt Generation)」が登場します!最初は言葉だけ聞いてピンと来なかったんですが、「今必要な文脈だけをリアルタイムでAIに渡す」ってことです。
たとえば、ユーザーが途中で話題を変えた場合――
「昨日の注文」→「ちなみに明日の天気も知りたい」
この流れ、履歴全部を送るより、「天気」の話だけ抽出してプロンプトを作ると、余計な情報が混じりません。某国内金融機関のチャットボット開発現場でも、動的プロンプト生成を導入したことで、応答精度と速度が両方アップしたそうです。
私自身、履歴を全部送ってAPIエラーを連発したこともあります(笑)。「何を残して何を削るか」――ここが肝心だと痛感しています。皆さんも、対話型AIを作るときは、文脈維持と動的プロンプト生成、ぜひ意識してみてください!
「自分もまだまだ勉強中ですが、失敗しながら一緒に成長していきましょう!」
さて、ここからは「プロンプトエンジニアリングの実用例」と、2024年注目の最新技術(Gemini EmbeddingやRAG)の具体的な活用方法も交えて紹介します。実際にやってみて「これ便利!」と感じた体験談もたっぷりお届けしますね。
最近日本でも増えているカスタマーサポートのチャットボット。みなさんもネット通販や銀行のサイトで、「ご用件は何ですか?」みたいなチャットに出会ったこと、ありますよね?
プロンプトエンジニアリングのポイントは、ユーザーの質問内容だけじゃなくて、過去の対話履歴や問い合わせジャンルもプロンプトに含めること。たとえば、返品の相談と注文状況の確認では、回答のトーンや詳細が全然違います。
私も最初は「返品について詳しく説明してください」くらいでやってたんですが、返事がちょっと曖昧になりがちでした。そこで、
あなたはECサイトのカスタマーサポート担当者です。下記の問い合わせに対して、返品手続きの流れを簡潔かつ丁寧な日本語で説明してください。
問い合わせ内容: 商品を返品したいのですが、どうすればいいですか?
こうした具体的な役割・条件指定をプロンプトに追加しただけで、チャットボットの回答が格段に分かりやすくなりました。
「なんか答えが毎回バラバラだな…」って時は、プロンプトの文脈を増やしてみると良いですよ。
「要約してください」だけだと長すぎたり、逆に大事な情報が抜け落ちたりしませんか?私も最初はそれで何度もやり直しました。
たとえば、ニュース記事を150文字以内で要約したい場合、こんなふうにプロンプトを工夫します。
次のニュース記事を150文字以内で要約してください。重要な事実のみを簡潔に述べてください。
[記事本文]
翻訳の場合も、「法律文書として訳して」「カジュアルな会話調で」など、スタイルや専門用語の扱いを指定すると、グッと自然になります。
エンジニアの皆さん、お待たせしました。コーディングでもプロンプトエンジニアリングは超重要。最初は「このコード直して」だけで頼んでたんですが、思った通りの修正が返ってこないことが多かったんです。
たとえば、Pythonのバグ修正を依頼する場合、
以下のPythonコードにはZeroDivisionErrorが発生します。エラーを修正して、再発しないようにしてください。
```python
def divide(a, b):
return a / b
print(divide(10, 0))
こうやってエラーの種類まで書いておくと、きちんとエラー処理を追加したコードが返ってきます。
### Gemini EmbeddingやRAGの具体的な活用法
#### Gemini Embeddingとは?
Gemini Embeddingは、GoogleのGeminiモデルが提供する高精度なテキスト埋め込み技術。文章やドキュメントをベクトル(数値のかたまり)に変換し、類似検索や意味理解を強化します。
#### RAG(検索拡張生成)とは?
Retrieval-Augmented Generation(RAG)は、AIが外部データベースやドキュメントから関連情報を検索し、その情報をもとに回答を生成する仕組み。コンテキストウィンドウの制約を超えて、必要な知識をリアルタイムで補うことができます。
#### 実践例:RAG+Gemini EmbeddingでFAQボットを作る
1. ユーザーの質問をGemini Embeddingでベクトル化
2. FAQデータベース内の質問・回答も同じくベクトル化
3. 質問ベクトルとFAQベクトルを比較し、最も近いものを検索
4. 検索結果をプロンプトに含めてAIに渡し、自然な回答を生成
実際にやってみると、「FAQが多すぎてAIが迷う」「類似質問の判定が甘い」などの課題もありましたが、Embeddingのしきい値や検索アルゴリズムを調整することで精度がかなり上がりました。
このあたり、最初は「うまくいかない…」と3時間くらい悩んだんですが、試行錯誤の末に「お、これだ!」という瞬間が来ます。みなさんもぜひチャレンジしてみてください。
### ちょっとまとめ
プロンプトエンジニアリングって、ちょっとした工夫で結果が全然変わります。「どんな答えがほしいのか」を明確に伝えること、そして日本語ならではの表現や事例を入れること——これがコツです。失敗しても大丈夫、そこから学べばOK!
#### 💡 実践的なヒント
- プロンプト内で具体的な役割や状況を明示することで、モデルの応答がより適切かつ一貫性のあるものになる
- 複雑なタスクでは、期待する出力のフォーマットや内容を例示して示すと精度が向上
- コード生成やデバッグ支援では、問題の背景や目的を明確に伝え、必要に応じて関連するコードやエラーメッセージを含める
- Gemini EmbeddingやRAGは、FAQ検索や社内ナレッジ活用などで「AIの知識の壁」を突破する強力な武器
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## プロンプトエンジニアリングにおける課題と対策
どんな技術にも落とし穴はつきもの。プロンプトエンジニアリングも例外ではありません。
私自身、最初は「プロンプトを細かくすればするほど良い」と思い込んで、逆にAIが硬直化したり、思わぬバイアスがかかったりして「うわ、やっちゃった…」と反省したことが何度もあります。
### よくある課題
- **過度な制約でAIの柔軟性が失われる**
→「こう書け、ああ書け」と詰め込みすぎると、逆に不自然な出力に。
- **曖昧な指示で期待外れの回答が増える**
→「要約して」だけだと、粒度やフォーマットがバラバラに。
- **コンテキストウィンドウ超過で情報がカットされる**
→履歴や背景情報を詰め込みすぎて、肝心な部分が消えることも。
### 対策
- **最小限の制約+具体的な例示**
必要な条件だけを明確に。迷ったら「例」を入れるのが一番。
- **プロンプトのA/Bテスト**
どの指示が一番良い結果になるか、実際に試して比較。
- **外部知識の活用**
RAGやEmbeddingを使って、AIの知識不足を補う。
### 失敗談から学ぶ
私も「このプロンプトなら完璧!」と思っていたら、実際にはユーザーの多様な質問に対応できず、現場で「なんか使いにくい」と言われてしまったことが…。その後、A/Bテストやユーザーの声をもとにプロンプトを見直し、少しずつ改善しました。
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## 今後の展望とまとめ
本記事では、プロンプトエンジニアリングの基礎からコンテキスト最適化の要点、効果的なプロンプト設計や連続対話のテクニック、そしてGemini EmbeddingやRAGなど最新技術の活用例まで、体系的に解説しました。
「AIとの対話品質を上げたい」「もっと実務で使えるプロンプト設計を身につけたい」――そんな方に、少しでもヒントになれば嬉しいです。
これからは、実際にプロンプト設計やコンテキスト最適化を試し、継続的に改善サイクルを回してみてください。未来のAI活用は、あなたの工夫と実践から始まります。今こそ、最先端のプロンプトエンジニアリングを武器に、新しい価値創造へ踏み出しましょう!
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## 📚 参考資料と追加学習
### 公式ドキュメント
- [OpenAI API ドキュメント - プロンプト設計ガイド](https://platform.openai.com/docs/guides/completion/prompt-design)
*OpenAIのAPIを使ったプロンプト設計のベストプラクティスとコンテキスト最適化について解説。*
- [Hugging Face ドキュメント - Prompt Engineering](https://huggingface.co/docs/transformers/main/en/task_summary#prompt-engineering)
*Hugging Face Transformersを用いたプロンプトエンジニアリングの基本的な概念と手法を紹介。*
### チュートリアル
- 📄 [プロンプトエンジニアリング入門](https://qiita.com/yuji38kwmt/items/9a0d0b1d6f9f8b5a5b2d) - 初級
- 🎥 [ChatGPT時代のプロンプトエンジニアリング基礎講座](https://www.udemy.com/course/prompt-engineering-chatgpt/) - 初級
- 🎥 [Prompt Engineering Techniques for Better AI Responses](https://www.coursera.org/learn/prompt-engineering) - 中級
### 便利なツール
- 🔧 [PromptPerfect](https://promptperfect.jina.ai/)
*プロンプトの最適化と改善を支援するツール*
- 🔧 [OpenAI Playground](https://platform.openai.com/playground)
*プロンプトの試行錯誤とコンテキスト調整を行う公式インターフェース*
### コミュニティ
- 💬 [Prompt Engineering Japan](https://discord.gg/promptengineeringjp) (Discord)
*日本語でプロンプトエンジニアリングに関する情報交換や相談ができるコミュニティ。*
- 🟠 [r/PromptEngineering](https://www.reddit.com/r/PromptEngineering/) (Reddit)
*プロンプトエンジニアリングに関するグローバルな情報共有と議論の場。*
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## 🔗 関連トピック
### プロンプト設計パターン
効果的なプロンプトのテンプレートや構造を学ぶことで、より良いAI応答を引き出せます。
### コンテキスト管理とウィンドウサイズの最適化
AIモデルが処理できるテキスト量(トークン数)を考慮し、必要な情報をどのように保持・省略するかを学びましょう。
### Few-Shot/Zero-Shotプロンプティング
例示(few-shot)や例示なし(zero-shot)でAIの性能を引き出す設計手法。
### Chain-of-Thoughtプロンプティング
推論過程を明示的に誘導するプロンプト設計で、複雑な課題解決に有効です。
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## 📈 次のステップ
1. プロンプトのA/Bテストによる効果検証
2. LangChainやLlamaIndexなどのフレームワークを使ったRAGシステム構築
3. 実データを用いたカスタムプロンプトの最適化
4. 業務シナリオに合わせたプロンプトパターン集の作成
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最後まで読んでいただき、ありがとうございました!「これやってみようかな」と思ったら、ぜひ一歩踏み出してみてください。失敗しても大丈夫。私も何度もやらかしてます(笑)。一緒に、より良いAI活用の未来を作っていきましょう!