网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

前腾讯 AI Lab 总监史树明神级大作:新方法让 Token 压缩率飙升 60% | GAIR Paper 135

0
分享至


词表从250K涨到1M,BPE的token为何反而越来越“摸鱼”?

编辑丨岑峰

当业界普遍认为 Tokenizer 已经走到头、只能修修补补时,前腾讯 AI Lab NLP 中心总监史树明用一篇新报告打破了这种僵局。在最新发布的技术报告《Counting and Min-Cost Encoding for Tokenization in Large Language Models》中,他提供了一种堪称“优雅降维”的新解法,刀刀见血,毫无冗笔。

分词器作为大模型的“语言门户”,直接锚定了模型的推理效率与信息密度。然而,经典 BPE(Byte Pair Encoding)算法固有的贪心策略与局部性瓶颈,导致词表越扩张越尴尬:空有百万规模,大半沦为闲置。

史树明提出的 CNF-MCE 框架,彻底颠覆了逐步合并的旧路,转向“先全局统计,再全局优化”:在 250K 词表下压缩率显著提升 26%–30%;在 1M 极大词表下,Token 效率跃升逾 60%,词表利用率更是从 52.9% 惊人地拉升至 96.9%。新词表的技术报告也进入到了ModelScope的本周热门论文列表:https://www.modelscope.cn/papers?page=1&type=hot

针对这一突破,前腾讯NLP&LLM专家研究员王琰给出了极高的同行评价:“史树明老师,一直是我梦想中想成为的人物。优雅的思路,不带 AI 痕迹的代码与论文,不带一丝冗余的算法。环境在变,人在变,舆论在变,但神从未下山。”

诚然,MCE 代价函数的泛化理论边界、超大词表工程落地时的算力与内存开销,仍需经受产业级基准的进一步淬炼。但这篇工作指明的方向已无比明确:大模型的分词底层,绝无必要被终身困在“局部贪心合并”的旧框架里。

AI科技评论特邀史树明老师,对这篇技术报告的核心思想与设计哲学做深度拆解。以下为解读全文:

分词器(Tokenizer)一直是大模型中一个低调却至关重要的组件,它决定了文本如何被切分成token,而token序列的长度直接影响推理成本和速度。长期以来,BPE(Byte-Pair Encoding,字节对编码)几乎垄断了这一领域,它背后的词表构建和分词逻辑都是“自底向上、逐步合并”。

但BPE有一个根本性的局限:它是贪心的、局部的。每一步只考虑当前最高频的相邻字节对,不关心全局最优,也不允许Token跨越预分词边界。这意味着,无论词表多大,总有一些高频短语(如“the United States”)被切得支离破碎。

最近,一篇arXiv预印版论文《Counting and Min-Cost Encoding for Tokenization in Large Language Models》提出了一套完全不同的思路:先统计,再全局优化。他们提出的CNF-MCE框架在250K词表下将英文网页文本的压缩率提升了26%到30%,在将词表规模扩展到1M规模时token效率提升超过60%,词表利用率从BPE的52.9%跃升至96.9%。


01


BPE分词器的问题

要理解这项工作的意义,先看BPE是怎么工作的。BPE词表构建算法的基本原理是从单个字符开始,反复扫描语料,找到频率最高的相邻符号对,将它们合并为新token,最终产出的词表除了包含从token text到ID的映射外,还包含token合并信息,即每个token是由哪两个token合并而成的。BPE文本切分算法过程类似,是基于词表中的token合并信息不断合并相邻token的过程。这种方式面临几个问题:

  • Token效率瓶颈:为了效果与效率,BPE通常先做预分词(pretokenization),按空格和标点把文本切成“词”,然后合并只在词内部进行。这就堵死了一条重要的压缩路径:跨词的多词token(multiword tokens)。虽然一些工作尝试放宽这一限制,但它们仍然依赖有序合并操作,本质上还是在BPE的框架内打补丁。

  • Token合并信息影响词表优化操作:首先,有些token在合并路径上,但是在最终的文本编码中使用率很低,面临训练不充分的风险,影响模型效果;其次,词表合并等操作因token合并信息的存在变得复杂,比如参与合并的两个词表中某个token的合并路径不同,如何取舍。

  • 非全局最优:BPE的文本编码算法本质上是“贪心”的,不能从全局角度给出最优的编码结果或最短的token序列。比如用BPE算法基于千问3.8的词表对 " pysimplesoap" 进行切分,结果是 " pys|imp|les|o|ap",而实际上存在更短也更符合语义的切分 " py|simple|soap"。

CNF-MCE的作者选择了一条完全不同的路:不做顺序合并,直接统计所有有效子串的出现频率,然后用全局最优的方式切分文本。


02

词表构建算法CNF:

从“怎么合并”到“什么值得统计”

CNF(Counting and Filtering)的核心洞察是:与其问“该合并哪两个Token”,不如问“语料中哪些子串真正有价值”。

具体来说,CNF分两步走:

第一步,计数构建原始词表(Counting)。算法从训练语料中提取所有“合法候选Token”,统计它们的出现次数,取最高频的若干构成原始词表。CNF允许跨词子串成为候选,但设置了边界有效性规则。例如在句子“1600 B.C. was a significant year”中,“␣significant␣year”是合法候选(从词边界开始、跨词),但“ficant␣year”不合法(从一个词的中间开始)。为了支持从大规模语料中训练词表,CNF还设计了一套高效的多轮计数算法:按长度区间分批处理短候选优先,用字节trie存储历史频率并设置阈值提前终止,大幅降低了穷举统计的开销。

第二步,过滤(Filtering)。原始词表包含大量“统计上高频但实际切分时用不上”的候选。CNF用MCE算法对训练语料做一次完整切分,统计每个Token的实际使用频率,剔除那些很少被用到的词。这一步把“候选频率”和“使用价值”区分开来。一个子串可能在文本中出现很多次,但在全局最优切分中并不被选中——因为它被更长的Token“覆盖”了。

03

文本切分算法MCE:

把分词变成全局优化问题

MCE(Min-Cost Encoding)是配套的编码算法。传统的BPE编码是确定性的:按合并列表顺序贪婪匹配,给一个文本,切分结果是唯一的。MCE则把分词定义为一个代价最小化问题:给定词表,寻找使总编码代价最小的切分方案,用动态规划算法来高效地求全局最优解。

编码代价函数由三项组成:单位token代价1、边界惩罚 p(i,j)、可选的token偏好代价ε(t)。这三项分别对应“用多少Token”、“跨不跨词边界”以及“偏好什么token”。

MCE有一个重要的特性:不依赖合并列表,也不依赖token概率。这意味着它几乎可以作用于任何词表——BPE构建的、UnigramLM构建的、或者CNF自己构建的。这种通用性让MCE可以作为一个独立的编码算法,与不同的词表构建方法解耦。


04


实验数据:不只是“更好一点”

论文在六个文本类别上做了系统评测,实验设计分为两个层面:同等词表规模下的分词器对比,以及词表规模扩展时的行为分析。

▎250K词表:与BPE的直接对比

在250K词表规模下,论文将CNF-MCE与OpenAI的o200k_base和Qwen的qwen250k进行了直接对比。这是“同等词表大小、不同词表构建和分词方法”的公平较量,结果显示新的分词器在处理英文网页文本时,相比o200k_base压缩率提升26%,相比qwen250压缩率提升30%。这个层面的实验回答的问题是:在词表规模相同的前提下,新词表比BPE好多少?答案是显著更好,且这一优势在六个文本类别中保持一致趋势,而非仅限英文网页文本的偶然现象。

▎1M词表:相对BPE基线的scaling优势

1M词表的实验同样是与BPE分词器的对比,论文关注的是:当词表规模扩大到1M时,CNF-MCE相对于BPE基线的优势是扩大还是缩小?

结果有两个关键数字:

  • Token效率提升超过60%:这是在1M词表规模下,CNF-MCE相对于BPE分词器的提升幅度。对比250K词表下26%到30%的提升,可以看到CNF-MCE的优势随词表规模扩大而显著放大。

  • 词表利用率从52.9%提升到96.9%:52.9%是BPE分词器在1M词表下的典型表现,96.9%是CNF-MCE在1M词表下的表现。BPE分词器在大词表下往往面临“词表膨胀但大半闲置”的尴尬——很多Token因为合并顺序的问题或过于生僻从未被编码器选中,而CNF-MCE的“基于token的实际使用频次进行过滤”的机制让几乎每一个token都在实际编码中发挥作用。

这个层面的实验回答的问题是:词表规模扩大时,CNF-MCE能否持续从更大的词表中获益,还是像BPE一样遭遇利用率瓶颈?答案是前者——不仅绝对压缩率更高,而且相对于BPE的领先幅度还在扩大。

▎下游任务验证

在1.8B和8B参数规模上从头训练语言模型,CNF-MCE在11个基准测试中的平均表现与BPE分词器相当,说明token效率的提升没有以牺牲下游能力为代价。

05


这意味着什么?

如果这项工作的结论在大规模模型上得到进一步验证,其影响是多方面的。

  • 推理效率和成本:固定模型架构下,token序列越短,推理时间和成本越低。25%以上的token效率提升意味着同等算力下可以处理更长的上下文,或同样的输入输出情况下延时和成本可以降低25%以上。

  • 分词器设计的范式转移:BPE的统治地位部分源于其简单性和工程成熟度,而非理论最优性。CNF-MCE展示了一条不同的路径:用统计构建候选空间,用全局优化选择切分。如果这项工作的在大规模模型上得到进一步验证,可能启发更多脱离BPE框架的探索。

当然,挑战同样存在。MCE的代价函数的设计是否有足够的理论依据?1M词表的推理效率在实际部署中表现如何?这些问题需要后续研究来回答。但方向已经清晰:分词器不必永远困在“逐步合并”的范式里。

为了方便大家抱团交流、互通会议消息,我们专门建了IROS2026参会交流群!进群你会解锁这些「福利」

  • 会议情报站:投稿 DDL、格式规范、评审进度……关键节点第一时间送达,再也不怕错过 deadline,投稿准备稳稳的。

  • 同行茶话会:天南海北的同行都在群里,聊心得、碰思路、攒人脉,科研路上我们同行。

  • 前沿补给站:最新研究成果、热点方向实时同步,结合会议主题帮你捋清投稿脉络,给论文灵感加满油。

  • 现场后援团:(会议期间专属开启):到了会场也不用慌——

    路线导航:场馆分布、报告厅怎么走,群里随时问;

    议题共读:热门 session、Keynote 探讨,错过也能追;

    Poster 汇编:现场海报精华整理,一键收藏不遗漏;

    约局广场:约饭局、采访局、交流局……想唠嗑、想合作、想面基,群里发起就成。

进群传送门:扫码进群或添加微信Luyoyo_2026,备注:IROS + 单位/学校+姓名+方向。

搞科研/搞技术,信息差很重要。

来,一起快人一步!

上车,带你看遍全球 AI 顶会精华

可独家畅览:

专家演讲PPT

大会报告全文

热门论文解读

学术新星访谈


未经「AI科技评论」授权,严禁以任何方式在网页、论坛、社区进行转载!

公众号转载请先在「AI科技评论」后台留言取得授权,转载时需标注来源并插入本公众号名片。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
人民日报:养老金不是大锅饭,并非亏欠了谁

人民日报:养老金不是大锅饭,并非亏欠了谁

小鹿姐姐情感说
2026-11-06 03:50:08
全网抵制!拿没教养当个性的她,终于惹了众怒!难怪连周笔畅马天宇都嫌弃

全网抵制!拿没教养当个性的她,终于惹了众怒!难怪连周笔畅马天宇都嫌弃

娱乐圈十三太保
2026-10-30 22:10:51
坐拥千亿万博CBD,广州番禺房价为何从6万5狂跌回2万1?

坐拥千亿万博CBD,广州番禺房价为何从6万5狂跌回2万1?

Decade视角
2026-11-10 19:10:04
央视《谷雨》:49岁左小青一出场力压李小冉,才知啥叫风情万种

央视《谷雨》:49岁左小青一出场力压李小冉,才知啥叫风情万种

娱说瑜悦
2026-11-10 19:22:21
外资撤离印度越南?美媒大胆预言:中国的西部,将成新世界工厂

外资撤离印度越南?美媒大胆预言:中国的西部,将成新世界工厂

古史青云啊
2026-11-10 14:29:55
关于黄仁勋出轨这事,网友们发现了这些细节

关于黄仁勋出轨这事,网友们发现了这些细节

清晖有墨
2026-11-09 12:13:28
为什么广东各地长途大巴又开始兴旺了?因为再也不用坐水鱼号了

为什么广东各地长途大巴又开始兴旺了?因为再也不用坐水鱼号了

寥落如辰星
2026-11-09 21:33:42
金鸡奖揭晓:高叶,最佳女主角;梁家辉,最佳男主角

金鸡奖揭晓:高叶,最佳女主角;梁家辉,最佳男主角

南方都市报
2026-11-10 21:51:31
拜登披露回忆录部分内容:特朗普当选后态度曾异常热情,惊得我一时语塞

拜登披露回忆录部分内容:特朗普当选后态度曾异常热情,惊得我一时语塞

环球网资讯
2026-11-10 22:42:38
北京传媒公司CEO郝泊言去世!年仅39岁,知名歌手何静悼念,郭晓晓、朱晏也发文悼念

北京传媒公司CEO郝泊言去世!年仅39岁,知名歌手何静悼念,郭晓晓、朱晏也发文悼念

裕丰娱间说
2026-11-10 09:08:00
3种蔬菜已被列入“致癌名单”,吃多了会致癌?这些才真的要少吃

3种蔬菜已被列入“致癌名单”,吃多了会致癌?这些才真的要少吃

39药品通
2026-11-10 17:00:27
围剿马斯克黄仁勋,美国“蓝色浪潮”启动了“追杀令”| 京酿馆

围剿马斯克黄仁勋,美国“蓝色浪潮”启动了“追杀令”| 京酿馆

新京报评论
2026-11-10 11:06:37
一月连放六个大招,WorkBuddy不给同行留活路

一月连放六个大招,WorkBuddy不给同行留活路

侃故事的阿庆
2026-11-09 15:22:25
为什么从纪录片里看到,从缅甸救回来的受害者几乎全是男性?因为被骗进园区的女孩逃脱率基本为零

为什么从纪录片里看到,从缅甸救回来的受害者几乎全是男性?因为被骗进园区的女孩逃脱率基本为零

扶苏聊历史
2026-10-23 10:04:33
宠物狗被撞死亡,狗主人先称“不要赔偿要让狗活”,后索赔6000元,车辆保险公司拒赔,法院:狗无证且没牵绳,保险公司赔偿财产损失100元

宠物狗被撞死亡,狗主人先称“不要赔偿要让狗活”,后索赔6000元,车辆保险公司拒赔,法院:狗无证且没牵绳,保险公司赔偿财产损失100元

台州交通广播
2026-11-11 00:03:10
英国如今恐怕急得夜不能寐:中方在联合国公开带头追索107万亿美元,仅英国就背负着24万亿殖民掠夺旧账,面对这笔账,西方集体选择了沉默

英国如今恐怕急得夜不能寐:中方在联合国公开带头追索107万亿美元,仅英国就背负着24万亿殖民掠夺旧账,面对这笔账,西方集体选择了沉默

人生录
2026-10-25 00:10:08
演都不演?高叶获金鸡影后不到3小时,荒唐事发生,还不止一件

演都不演?高叶获金鸡影后不到3小时,荒唐事发生,还不止一件

呀古铜
2026-11-11 00:19:59
地下捐精有多乱!女的被约到宾馆,捐精者:直接怀孕只收800元

地下捐精有多乱!女的被约到宾馆,捐精者:直接怀孕只收800元

芊芊子吟
2026-11-10 07:05:06
深圳楼市爆了!

深圳楼市爆了!

地产观点
2026-11-08 13:03:59
丰臻:成都蓉城最后谨慎乱套,拒夺冠纪录片拍摄,取消副总姚夏的车牌

丰臻:成都蓉城最后谨慎乱套,拒夺冠纪录片拍摄,取消副总姚夏的车牌

懂球帝
2026-11-09 22:44:45
2026-11-11 07:55:00
AI科技评论 incentive-icons
AI科技评论
点评学术,服务AI
7793文章数 20796关注度
往期回顾 全部

科技要闻

平头哥拟独立IPO,分拆后仍是阿里子公司

头条要闻

妈妈突然收到"女儿"短信催缴培训费4.98万 转账后慌了

头条要闻

妈妈突然收到"女儿"短信催缴培训费4.98万 转账后慌了

体育要闻

金球先生无缘世界最佳阵容,为什么?

娱乐要闻

W盛典:章子怡缺席,谷爱凌无缘主桌

财经要闻

黄奇帆之子黄然非,魏桥集团商业往事

汽车要闻

雨中的埃安Ray7,有点上头

态度原创

健康
亲子
手机
公开课
军事航空

痘痘长到25岁还没完?查查内分泌

亲子要闻

我很想知道你们是怎么安排的

手机要闻

iPhone Air 2机模上手:双摄+超薄机身 外观无悬念了

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

特朗普:伊朗战事已“事实上结束 ”

无障碍浏览 进入关怀版