AI・機械学習
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Parallel Tool Calling(パラレルツールコーリング)

1回のLLM推論で複数のツール呼び出しを同時並行で生成・実行する機能。順次実行に比べてレイテンシを大幅削減できる。

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2026/6/7 更新
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Parallel Tool Calling

概要

Parallel Tool Calling(並列ツール呼び出し)は、LLMが1回の推論で複数の独立したツール呼び出しを同時に生成する機能です。通常のツール呼び出しが「1回→結果待ち→次の呼び出し」という順次実行なのに対し、並列呼び出しでは依存関係のない複数の操作を一度にリクエストし、アプリケーション側で並列実行することでレイテンシを大幅に削減できます。

動作フロー

通常(順次):  モデル → tool_A呼び出し → 結果待ち → tool_B呼び出し → 結果待ち → 最終回答
並列:          モデル → [tool_A, tool_B] 同時呼び出し → 結果待ち(並列) → 最終回答

レイテンシ改善: 2秒+2秒=4秒 → max(2秒,2秒)=2秒(50%削減)

OpenAI API での実装

from openai import OpenAI
import json
import concurrent.futures

client = OpenAI()

# ツールを定義
tools = [
    {
        "type": "function",
        "function": {
            "name": "get_weather",
            "description": "都市の天気を取得",
            "parameters": {
                "type": "object",
                "properties": {"city": {"type": "string"}},
                "required": ["city"]
            }
        }
    }
]

# モデルが複数のtool_callsを返す
response = client.chat.completions.create(
    model="gpt-4o",
    messages=[{"role": "user", "content": "東京と大阪と名古屋の天気を教えて"}],
    tools=tools
)

tool_calls = response.choices[0].message.tool_calls
# → [tool_call(get_weather, Tokyo), tool_call(get_weather, Osaka), tool_call(get_weather, Nagoya)]

# 並列実行
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor() as executor:
    futures = {
        tc.id: executor.submit(get_weather, json.loads(tc.function.arguments)["city"])
        for tc in tool_calls
    }
    results = {tid: f.result() for tid, f in futures.items()}

# 全結果をまとめてフィードバック
tool_messages = [
    {"role": "tool", "tool_call_id": tc.id, "content": json.dumps(results[tc.id])}
    for tc in tool_calls
]

Anthropic Claude での実装

# Claudeも複数のtool_useブロックを1レスポンスで返せる
response = client.messages.create(
    model="claude-opus-4-8",
    tools=tools,
    messages=[{"role": "user", "content": "東京と大阪の天気を同時に取得して"}]
)

# 複数のtool_useブロックが含まれる場合
tool_uses = [b for b in response.content if b.type == "tool_use"]
# → [tool_use(get_weather, Tokyo), tool_use(get_weather, Osaka)]

並列化が有効なケース

  • 独立した情報取得: 複数都市の天気・為替・株価の同時取得
  • マルチソース検索: 複数のDBやAPIへの同時クエリ
  • バッチデータ処理: 複数レコードの変換・検証の並列実行
  • LLMエージェント: AutoGen・LangGraphのマルチエージェントフロー

制限と考慮事項

  • 依存関係: tool_Bの入力がtool_Aの出力に依存する場合は順次実行が必要
  • レート制限: 外部APIに並列リクエストすると制限に引っかかる可能性
  • エラーハンドリング: 一部のツール実行が失敗した場合のフォールバック設計が重要
  • コンテキスト: 並列実行の結果全てをモデルにフィードバックするとコンテキストが増大
この記事について
カテゴリーAI・機械学習
難易度上級
作成日2026/6/7