从多模态数据湖到 Agent 湖:Lance 的格式设计与实践|Lance Meetup 火热报名中

在 2026 年 AICon 全球人工智能开发与应用大会现场,火山引擎数智平台端侧记忆负责人马进以"Lance:从多模态数据湖到 Agent 湖"为题,分享了 Lance 的格式设计与实践。

相比传统数据湖关注"怎么存、怎么查",这次分享更进一步回答了一个问题:当企业数据开始服务模型训练、RAG 检索、Agent 记忆和上下文回放时,数据底座还需要具备什么能力?

以下内容摘自演讲实录。

AI 时代的数据,不再只服务一种系统

过去几年,企业的数据底座经历了两次明显变化。第一阶段,Hive 让越来越多的数据管道进入开源生态;第二阶段,Iceberg、Delta、Paimon 等湖格式把"格式"推到数据系统的核心位置。到了 AI 时代,新的问题又出现了:同一份数据,既要进入传统 ETL 和分析链路,又要喂给训练任务,还要支撑向量检索、全文检索、样本回放和 Agent 记忆。

例如,多模态场景的数据天然复杂。智驾数据里可能同时包含摄像头图片、点云、雷达、传感器、标签和 embedding;内容理解场景里可能同时包含文本、图片、音频、打分结果和实验版本;Agent 场景里则还会叠加文档、对话、工具调用结果、检索日志和长期记忆。数据一旦分散在对象存储、向量库、全文检索系统、训练格式和元数据库之间,复用成本、一致性风险和链路复杂度都会迅速上升。

这正是 Lance 想回答的问题:能不能用一套 AI-native 的湖格式,让训练、检索、分析和 Agent 记忆围绕同一份数据展开。

Lance 的定位:不是"又一个向量数据库"

理解 Lance 时,一个常见误区是把它简单看成向量数据库,或者看成 Parquet、Iceberg 的替代品。更准确的说法是,Lance 是一套面向 AI 数据底座的 lakehouse format stack。

它的底层是 File Format,用 column pages、offsets 和 footer 提供更适合随机访问的读路径;往上是 Table Format,用 fragments、versions 和 ACID 能力提供表级治理;Index Formats 负责向量、全文和标量索引;Catalog 与 Namespace 则承担表发现、协同和跨引擎接入。

这种分层设计的关键意义在于,Lance 把很多原本依赖外部系统完成的能力,下沉到了格式层本身。随机点查、向量检索、全文检索、版本管理、分支实验和多引擎协同,不再只是外围能力,而被设计成数据格式的一部分。

这也是 Lance 与 LanceDB 同时存在的原因。Lance 更偏底层湖格式与数据管理,LanceDB 则更偏轻量、开箱即用的本地向量检索和混合检索能力。前者服务企业级多模态数据底座,后者则降低了 Agent 记忆和轻量检索场景的使用门槛。

从发展路径看,Lance 的成熟并不是单线推进,而是开源格式演进与生产场景验证并行发生。一方面,Lance 从 2022 年开源起步,随后推出 LanceDB,并逐步形成多模态 Lakehouse 与 Lakehouse format stack 的定位;另一方面,火山引擎也从 2024 年开始围绕智驾、具身智能等多模态场景参与社区共建,并在 2025 年推进产品化和商业化落地。两条线共同推动 Lance 从一个新兴格式,走向可承载 AI 数据湖底座的生产级方案。

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为什么多模态数据湖需要新格式?

在这次分享里,多模态场景对湖存储的诉求被总结为四类:大宽列、低成本结构变更、混合存储和随机点查。这四个词看上去抽象,但其实分别对应了 AI 数据处理里最常见的四类痛点。

第一,是大宽列。AI 数据不再只是几列结构化字段,而是会把图片、视频、点云、传感器、标签、embedding 和模型打分放进同一张表。智驾一帧数据包含几百列并不稀奇,推荐和特征工程里一张表上万列特征也不罕见。此时,如果底层格式仍然按传统 Row Group 去组织,宽表和大对象的访问路径就会变得很重。

第二,是低成本结构变更。AI 数据生产天然处于持续演进中。新增一个标签、替换一种 embedding 算子、增加一列特征,都是日常动作。如果每一次加列都要重写历史文件,工程成本会被迅速放大。Lance 通过 Fragment 和 DataFile 的组织方式,让新增列可以作为新的 DataFile 直接附加到现有表结构中,而不需要重写整个 Fragment。

第三,是混合存储。很多传统方案里,向量库只存向量和少量文本,原始图片、视频或点云还留在对象存储;检索命中后,再回对象存储拿原始对象。这样虽然能工作,但链路长、系统多,也更容易带来一致性与治理问题。Lance 试图把结构化字段、半结构化 JSON、非结构化对象和向量收敛到同一张可查询的数据表里。

第四,是随机点查。无论是训练中的 shuffle、样本回放,还是检索命中后的精排和原文取回,本质上都要求系统能稳定、低成本地读到特定行。分享中提到,在相关设计下,Lance 可以把随机读取路径压缩到 1 到 2 次 IOP,并在特定随机读取场景下相较 Parquet 带来数量级提升。

File Format 的关键变化:去掉 Row Group,让访问路径更直接

Lance 的一个标志性设计,是在 File Format 层去掉 Row Group,并把 Data、Metadata 和 Footer 解耦。这个变化看起来底层,但其实正对应了 AI 数据访问模式的变化。

Parquet 的 Row Group 设计诞生于 HDFS 时代,当时系统需要在计算并发度和文件句柄数量之间做权衡,因此 Row Group 是合理折中。但当对象存储成为数据湖主流底座后,这种折中未必还是最优。

在多模态宽表场景中,Row Group 会暴露两个问题。其一,不同列大小差异极大,一个图像列或向量列可能非常大,而一个整型列非常小,如果它们被绑在同一个 Row Group,小列也会承担额外 I/O 成本。其二,当系统只想读取某一列时,仍可能需要加载与其他列相关的元数据;如果表里有上万列特征,这部分元数据成本并不小。

Lance 的路径更直接:先通过 footer 找到目标列的 column metadata,再由 column metadata 定位目标行和数据页。对于大对象,它还通过 Blob V2 提供更适合多模态对象的托管方式,让大 Blob 可以被更自然地引用、追踪、懒加载和流式读取。

Lance 与 Parquet、Iceberg 的关系:不是替代,而是补位

从定位上看,Lance 并不是为了替代 Iceberg 或 Parquet 而出现。Parquet 仍然是通用列式文件格式的事实标准,Iceberg、Delta、Paimon 更擅长快照、事务、演进和多引擎治理;这些能力在结构化分析场景里依然非常成熟。

Lance 的差异化,在于把 AI workload 需要的随机访问、多模态对象、向量与全文索引、频繁加列和跨场景复用,作为一等能力来设计。对于纯结构化分析任务,传统湖格式依旧合适;当数据开始进入训练、检索、评测、打标和 Agent 记忆等 AI 流程,Lance 的价值才会显现出来。

换句话说,它更像是为 AI 数据底座补上一层能力,而不是把所有已有格式"一刀切"替换掉。在实际 pipeline 里,结构化数据仍然可以在上游通过 Iceberg 等格式治理,再通过 Spark、Ray、Daft 等引擎加工成 Lance 表,服务下游 AI 任务。

火山实践:从社区共建到生产场景落地

火山引擎对 Lance 的投入,并不是停留在格式适配层,而是在真实生产场景里把它往产品化和商业化能力推进。从 2024 年开始,火山引擎围绕 Table Format、性能、索引、计算引擎生态、SQL 能力和商业化特性持续增强,并与社区共建。

这些增强包括 Branch、Transaction Commit Message、CDC、时空类型、Take API 优化、FragmentSession API、分布式 FTS Index、分布式 Vector Index、JSON 类型全文检索、Java SDK、Spark Connector、Ray Connector、Daft Connector,以及 LAS Catalog、数据集、异构存储等能力。

如果把这些能力连起来看,它们最终服务的是一套更完整的多模态数据湖架构:底层由对象存储、高性能文件存储和 Lance 格式承载数据,中间通过 Spark、Ray、Daft 等计算引擎完成数据加工、特征生成、索引构建和样本治理,上层再面向训练、检索、评测和打标提供统一访问。

这说明,火山引擎看重的不是 Lance 作为一个"新格式"的噱头,而是它是否有机会成为 AI 数据流程里的统一接口。

两个真实场景,让实验、训练和检索围绕同一份数据协同发声

第一个典型场景是智驾数据湖。客户原本使用 KV 存储多模态数据,每行对应一帧,一帧包含几百列,大小约 20 MB。原方案使用 Python pickle 序列化,Schema 主要隐含在代码里,下游复用困难;数据实验和交付时需要不断复制;同时缺少有效压缩,在高性能存储上的成本压力明显。

引入 Lance 后,原本散落在序列化对象中的摄像头、传感器、点云和标签数据被治理成一张大宽表。新增列、减少列或更换 embedding 算子,都可以在表结构层更自然地表达。分享中提到,在点云和图片等数据上引入压缩后,原始数据被压到约 30 %,并帮助客户应对了当年超过 10 倍的数据体量增长。

第二个场景来自内容平台的数据清洗、去重和打分实验。原先客户会在不同过滤、去重和打分规则下不断生成新的 Parquet 中间文件,导致中间表难管理、重复列多、成本高,也缺少清晰的数据处理时间线。引入 Lance 后,流程改为围绕主表、分支和 Tag 迭代:原始表清洗后形成加工表,冻结后拉出不同分支,分别增加不同打分列,验证效果后再打 Tag 发布。真正增量的数据主要是新增的打分列,历史数据能够被更充分复用。

从记忆到上下文:Agent 场景可能是更大的机会

除了多模态数据湖,本次分享中还讨论了 Lance 在 Agent 记忆场景中的应用。Agent 记忆一般会经历几个步骤:模型从对话和操作中捕获重要信息,把它记录到 Markdown 或向量数据库,再进行切分、embedding 和索引,最后在后续任务中通过 search 或 get 召回。

LanceDB 在这类场景中受欢迎,核心原因是轻量和开箱即用。它不依赖复杂的服务化引擎,就能基于磁盘提供向量检索和混合检索能力。这对 Agent 插件、个人记忆、团队知识库和上下文组件来说尤其重要,因为这些场景往往需要低部署成本和低使用门槛。

在 Openclaw Memory Plugin 的实践中,分享提到了两条路线。一条偏企业知识和结构化沉淀,使用 Tag 实现毫秒级备份,使用 Branch 支持团队记忆,并增强混合检索与中文分词;另一条偏个人文档和偏好沉淀,利用模型更擅长编辑 Markdown 的特点,对记忆进行语义切分和整理。分享中提到,后者带来记忆捕获增强 30 %、记忆召回准确率提升 20% 的效果。

但更值得注意的,不只是"怎么存记忆",而是 Memory 本身可能只是 Context 中高质量、个性化内容的提取结果。Context 才是更大的资产,因为它包含文档、图片、视频、代码、历史决策、工具调用结果、检索日志以及跨会话引用关系。它比记忆更大、模态更多,也更需要一套能同时管理对象、版本、索引和检索的数据底座。

从这个角度看,"从多模态数据湖到 Agent 湖"真正指向的,也许不是一个更时髦的概念,而是企业数据底座下一步演化的方向:从管理训练数据,走向管理上下文资产。

Lance 的价值,不在于把所有数据系统统一成一种新格式,而在于把 AI 流程中的关键能力下沉到格式层。随机访问、宽表加列、Blob 大对象管理、向量与全文索引、分支和 Tag、跨引擎协同,这些能力组合在一起,才构成面向训练、检索、评测、打标和 Agent 记忆的统一数据底座。

当数据主要服务报表和离线分析时,传统湖格式已经足够成熟;但当数据开始同时服务模型训练、样本回放、RAG 检索、多模态对象管理和 Agent 上下文复用时,数据底座需要新的抽象。Lance 试图给出的答案是:让格式不再只是存储规范,而成为 AI 数据流转、治理和检索的共同接口。

AI 时代的数据不只是被保存下来,更要被反复检索、组合、训练、回放和进化。谁能更高效地管理这些数据,谁就更接近下一代 AI 应用的底层基础设施。

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