Как заморозить модель кераса с пользовательскими слоями кераса (.h5) до графика тензорного потока (.pb)?

Вы неправильно интерпретируете первую часть указанной вами спецификации:

Либо дескриптор файла, либо поток называются «дескриптором» в описании открытого файла, к которому он относится; описание открытого файла может иметь несколько дескрипторов. [...] Вся активность приложения, влияющая на смещение файла на первом дескрипторе, приостанавливается до тех пор, пока он снова не станет активным дескриптором файла. [...] Ручки не обязательно должны быть в одном и том же процессе для применения этих правил.

Это не устанавливает никаких требований к реализации для обработки параллельного доступа. Вместо этого он ставит требования к приложению не делать параллельный доступ даже из разных процессов, если вы хотите четко определенный порядок вывода и побочных эффектов.

Единственная временная атомичность гарантируется для труб, когда размер записи подходит для PIPE_BUF.

Кстати, даже если вызов write был атомарным для обычных файлов, за исключением случаев записи в каналы, которые вписываются в PIPE_BUF, write всегда может возвращаться с частичной записью (т.е. записав меньше запрошенного количества байтов). Эта меньшая, чем требуется, запись будет атомарной, но это не поможет ситуации в отношении атомарности всей операции (ваше приложение должно было бы повторно вызвать write для завершения).