foundation-models-on-device

FoundationModels: 온디바이스 LLM(iOS 26)

FoundationModels 프레임워크를 사용해 Apple의 온디바이스 언어 모델을 앱에 통합하는 패턴입니다. 텍스트 생성, @Generable 기반 구조화 출력, 커스텀 tool calling, snapshot streaming을 다룹니다. 모두 디바이스 내에서 실행되므로 개인정보 보호와 오프라인 지원에 적합합니다.

사용 시점

• Apple Intelligence를 활용한 온디바이스 AI 기능을 만들 때
• 클라우드 의존 없이 텍스트를 생성하거나 요약할 때
• 자연어 입력에서 구조화된 데이터를 추출할 때
• 도메인별 AI 액션을 위한 custom tool calling을 구현할 때
• 실시간 UI 업데이트를 위해 구조화된 응답을 스트리밍할 때
• 데이터가 기기를 벗어나지 않는 privacy-preserving AI가 필요할 때

핵심 패턴 — 사용 가능 여부 확인

세션을 만들기 전에 항상 모델 사용 가능 여부를 확인합니다.

struct GenerativeView: View {
    private var model = SystemLanguageModel.default

    var body: some View {
        switch model.availability {
        case .available:
            ContentView()
        case .unavailable(.deviceNotEligible):
            Text("Device not eligible for Apple Intelligence")
        case .unavailable(.appleIntelligenceNotEnabled):
            Text("Please enable Apple Intelligence in Settings")
        case .unavailable(.modelNotReady):
            Text("Model is downloading or not ready")
        case .unavailable(let other):
            Text("Model unavailable: \\(other)")
        }
    }
}

핵심 패턴 — 기본 세션

// Single-turn: create a new session each time
let session = LanguageModelSession()
let response = try await session.respond(to: "What's a good month to visit Paris?")
print(response.content)

// Multi-turn: reuse session for conversation context
let session = LanguageModelSession(instructions: """
    You are a cooking assistant.
    Provide recipe suggestions based on ingredients.
    Keep suggestions brief and practical.
    """)

let first = try await session.respond(to: "I have chicken and rice")
let followUp = try await session.respond(to: "What about a vegetarian option?")

instructions 작성 시 핵심:

• 모델의 역할 정의. 예: "You are a mentor"
• 수행할 일 명시. 예: "Help extract calendar events"
• 스타일 선호 지정. 예: "Respond as briefly as possible"
• 안전 장치 추가. 예: 위험한 요청에는 "I can't help with that"라고 답하기

핵심 패턴 — @Generable 기반 가이드 생성

원시 문자열 대신 구조화된 Swift 타입을 생성합니다.

1. Generable 타입 정의

@Generable(description: "Basic profile information about a cat")
struct CatProfile {
    var name: String

    @Guide(description: "The age of the cat", .range(0...20))
    var age: Int

    @Guide(description: "A one sentence profile about the cat's personality")
    var profile: String
}

2. 구조화된 출력 요청

let response = try await session.respond(
    to: "Generate a cute rescue cat",
    generating: CatProfile.self
)

// Access structured fields directly
print("Name: \\(response.content.name)")
print("Age: \\(response.content.age)")
print("Profile: \\(response.content.profile)")

지원되는 @Guide 제약

• .range(0...20) — 숫자 범위
• .count(3) — 배열 원소 수
• description: — 생성 의미론 가이드

핵심 패턴 — Tool Calling

모델이 도메인 전용 작업을 위해 커스텀 코드를 호출하게 합니다.

1. 도구 정의

struct RecipeSearchTool: Tool {
    let name = "recipe_search"
    let description = "Search for recipes matching a given term and return a list of results."

    @Generable
    struct Arguments {
        var searchTerm: String
        var numberOfResults: Int
    }

    func call(arguments: Arguments) async throws -> ToolOutput {
        let recipes = await searchRecipes(
            term: arguments.searchTerm,
            limit: arguments.numberOfResults
        )
        return .string(recipes.map { "- \\($0.name): \\($0.description)" }.joined(separator: "\\n"))
    }
}

2. 도구 포함 세션 생성

let session = LanguageModelSession(tools: [RecipeSearchTool()])
let response = try await session.respond(to: "Find me some pasta recipes")

3. 도구 오류 처리

do {
    let answer = try await session.respond(to: "Find a recipe for tomato soup.")
} catch let error as LanguageModelSession.ToolCallError {
    print(error.tool.name)
    if case .databaseIsEmpty = error.underlyingError as? RecipeSearchToolError {
        // Handle specific tool error
    }
}

핵심 패턴 — Snapshot Streaming

PartiallyGenerated 타입으로 구조화된 응답을 스트리밍해 실시간 UI를 만듭니다.

@Generable
struct TripIdeas {
    @Guide(description: "Ideas for upcoming trips")
    var ideas: [String]
}

let stream = session.streamResponse(
    to: "What are some exciting trip ideas?",
    generating: TripIdeas.self
)

for try await partial in stream {
    // partial: TripIdeas.PartiallyGenerated (all properties Optional)
    print(partial)
}

SwiftUI 연동

@State private var partialResult: TripIdeas.PartiallyGenerated?
@State private var errorMessage: String?

var body: some View {
    List {
        ForEach(partialResult?.ideas ?? [], id: \\.self) { idea in
            Text(idea)
        }
    }
    .overlay {
        if let errorMessage { Text(errorMessage).foregroundStyle(.red) }
    }
    .task {
        do {
            let stream = session.streamResponse(to: prompt, generating: TripIdeas.self)
            for try await partial in stream {
                partialResult = partial
            }
        } catch {
            errorMessage = error.localizedDescription
        }
    }
}

주요 설계 결정

Decision	Rationale
온디바이스 실행	데이터가 기기를 떠나지 않아 개인정보 보호와 오프라인 지원에 유리
4,096 토큰 제한	온디바이스 모델 제약. 큰 입력은 여러 세션으로 나눠야 함
Snapshot streaming	구조화 출력 친화적. 각 snapshot이 완전한 partial 상태
@Generable 매크로	구조화 생성에 대한 컴파일타임 안정성 제공, PartiallyGenerated 타입 자동 생성
세션당 한 요청	isResponding이 동시 요청을 막음. 여러 요청은 세션을 여러 개 생성
response.content 사용	올바른 API. 결과 접근은 항상 .content

모범 사례

• 항상 model.availability 확인 — 세션 생성 전 모든 unavailable 케이스 처리
• instructions 적극 활용 — 프롬프트보다 우선 적용됩니다
• 새 요청 전 isResponding 확인 — 세션은 한 번에 하나의 요청만 처리
• 결과는 response.content로 접근 — .output이 아님
• 큰 입력은 조각내기 — instructions + prompt + output 합쳐서 4,096 토큰 제한
• 구조화 출력에는 @Generable 사용 — 원시 문자열 파싱보다 안전
• GenerationOptions(temperature:)로 창의성 조절
• Instruments로 모니터링 — Xcode Instruments로 성능 프로파일링

피해야 할 안티패턴

• model.availability 확인 없이 세션 생성
• 4,096 토큰 문맥 창을 초과하는 입력 전송
• 한 세션에서 동시 요청 시도
• 응답 데이터 접근에 .content 대신 .output 사용
• @Generable로 충분한데도 원시 문자열을 직접 파싱
• 복잡한 다단계 로직을 프롬프트 하나에 몰아넣기
• 모델이 항상 사용 가능하다고 가정하기

사용 대상

• 개인정보 보호가 중요한 앱의 온디바이스 텍스트 생성
• 사용자 입력에서 구조화된 데이터 추출(폼, 자연어 명령)
• 오프라인으로도 동작해야 하는 AI 보조 기능
• 생성 결과를 점진적으로 보여주는 스트리밍 UI
• 검색, 계산, 조회 같은 도메인 전용 AI 액션의 tool calling