minbpe项目中的Tokenizer磁盘存储方案解析

minbpe是一个基于字节对编码(BPE)的tokenizer实现项目。在开发过程中，如何高效地将训练好的tokenizer保存到磁盘并从磁盘加载成为了一个重要议题。本文将深入分析minbpe项目中tokenizer的磁盘存储方案设计思路。

存储格式的选择

项目维护者karpathy最初考虑使用base64编码来保存tokenizer词汇表。这种选择有几个技术优势：

1. 能够处理任意字节序列，包括非UTF-8编码的二进制数据
2. 编码后的字符串可读性较好
3. 是Python标准库原生支持的编码方式

实现方案演进

最初的实现方案是直接保存原始token和对应的rank值，简单地将它们写入文本文件。这种方案虽然直观，但存在处理非文本数据的局限性。

随后参考了tiktoken的实现方式，采用base64编码保存token。这种方案通过以下步骤工作：

1. 对每个token进行base64编码
2. 将编码后的字符串与对应的rank值一起写入文件
3. 加载时反向解码base64恢复原始token

技术决策考量

karpathy提出了一个重要观点：相比保存合并后的token对，更倾向于保存原始token和rank值。这种设计有几个优点：

1. 保持数据的原始性和透明度
2. 便于调试和检查
3. 更灵活地支持后续可能的算法变更

最终实现特点

最终的磁盘存储实现具有以下技术特性：

1. 使用.vocab作为文件扩展名
2. 文件内容为base64编码的token与rank的键值对
3. 每行存储一个token-rank映射
4. 支持排序后存储，确保数据有序性

这种设计既保证了数据的完整性，又提供了良好的可移植性和可读性，是tokenizer持久化存储的合理解决方案。