Delta Lake versus Data Lake: qual a real diferença?

Você já se perguntou qual a diferença real entre o Delta Lake e um Data Lake tradicional? Este post oferece uma comparação rica que ajudará você a decidir qual delas é a melhor opção para o seu projeto. Enquanto o Data Lake se destaca pela flexibilidade de armazenar dados brutos, o Delta Lake apresenta inovações significativas, como suporte a transações ACID e otimizações de desempenho, transformando a maneira como você gerencia e analisa dados em um ambiente de lakehouse.

O que é Delta Lake e como funciona

Delta Lake é uma camada de armazenamento otimizada que serve como a base para as tabelas em um lakehouse na plataforma Databricks. Este software de código aberto amplifica arquivos de dados Parquet, utilizando um log de transações baseado em arquivo, garantindo transações ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade) e uma manipulação de metadados escalável.

Uma das grandes vantagens do Delta Lake é sua compatibilidade total com as APIs do Apache Spark, permitindo uma integração robusta com a transmissão estruturada de dados. Isso significa que é possível utilizar uma única cópia de dados para operações de lotes e transmissões em tempo real, facilitando o processamento incremental em larga escala.

Por padrão, todas as tabelas no Databricks são tabelas Delta, garantindo que os usuários colham todos os benefícios dessa tecnologia automaticamente ao salvar dados. O log de transações do Delta Lake utiliza um protocolo aberto, acessível por qualquer sistema, permitindo a leitura e a consulta das modificações feitas em tabelas ao longo do tempo.

Em resumo, Delta Lake combina a eficiência de armazenamento com um robusto sistema de transações, permitindo operações confiáveis e escaláveis em ambientes de dados modernos.

Diferença entre Delta Lake e Data Lake

A comparação entre Delta Lake e Data Lake é fundamental para entender qual abordagem é mais adequada para sua infraestrutura de dados. As principais diferenças são:

1. Formato de Armazenamento

• Data Lake: Armazena dados brutos em diversos formatos sem uma estrutura rígida. Essa flexibilidade é valiosa, mas pode resultar em um ambiente desorganizado, conhecido como "data swamp" (pântano de dados), se não for gerenciado adequadamente.

• Delta Lake: Utiliza um formato de tabela que melhora a estrutura e a eficiência do armazenamento, promovendo confiabilidade e desempenho superior.

2. Transações ACID

• Delta Lake: Suporta transações ACID, garantindo que as operações sejam realizadas de forma segura, preservando a integridade dos dados. Isso é essencial para aplicações críticas.

• Data Lake: Não possui essas garantias, o que pode levar a problemas de corrupção de dados durante atualizações.

3. Consistência de Dados

• Delta Lake: Implementa validação de esquema, evitando inconsistências.

• Data Lake: Geralmente não impõe esquema, podendo resultar em dados inconsistentes.

4. Desempenho de Consulta

• Delta Lake: Usa técnicas avançadas de otimização, como compactação e indexação, acelerando consultas e melhorando a performance.

• Data Lake: Pode ser mais lento ao acessar dados, dependendo da organização desses dados.

5. Evolução de Esquema

• Delta Lake: Facilita a evolução do esquema, permitindo a adição ou modificação de colunas sem interromper os fluxos de dados existentes.

• Data Lake: Alterações no esquema muitas vezes exigem soluções complexas de ETL.

6. Versionamento e Controle de Dados

• Delta Lake: Suporta time travel, permitindo que os usuários consultem versões anteriores dos dados de maneira simples.

• Data Lake: Controlar versões pode ser difícil sem um sistema interno para monitorar ou reverter mudanças.

Essas diferenças destacam como o Delta Lake traz melhorias significativas em relação ao gerenciamento de dados.

Vantagens e desvantagens do Delta Lake

Vantagens do Delta Lake

1. Flexibilidade: Permite armazenar dados em sua forma original, sem estruturação prévia.

2. Confiabilidade: Oferece garantias de transações ACID, melhorando a integridade dos dados.

3. Compatibilidade: Integra-se facilmente com ferramentas como Apache Spark e Pandas.

4. Processamento analítico: Reduz a necessidade de transformações, resultando em tempos de resposta mais rápidos.

5. Escalabilidade: Projetado para lidar bem com grandes volumes de dados.

Desvantagens do Delta Lake

1. Complexidade: Requer um entendimento mais profundo para otimizar sua implementação.

2. Overhead: As operações ACID podem adicionar um overhead ao processamento.

3. Aprendizado: As equipes podem precisar passar por um período de aprendizado para entender como implementar suas operações.

Melhorias de desempenho com Delta Lake

Com a introdução do Delta Lake 3.0, diversas otimizações significativas foram implementadas:

Principais Melhorias

1. Data Skipping para MATCHED-Only Merges: A busca por correspondências é acelerada ao excluir verificações desnecessárias.

2. Tratamento aprimorado para inserções-only merges: Eficiência aumentada ao consolidar várias operações de INSERT.

3. Escrita eficiente de alterações de linhas: Processa todas as linhas em um único dataframe, minimizando a sobrecarga.

4. Contador de métricas eficiente: Substituição de UDFs por expressões nativas otimizadas, garantindo uma atualização mais ágil e eficiente das métricas.

Além disso, um novo benchmark foi criado para testar essas melhorias de desempenho nas instruções MERGE, demonstrando ganhos significativos.

Quando escolher Delta Lake ao invés de Data Lake

A escolha entre Delta Lake e um Data Lake tradicional deve ser orientada pelas necessidades específicas do seu projeto. Aqui estão algumas razões para optar pelo Delta Lake:

1. Transações ACID: Permitem que múltiplos usuários leiam e escrevam nos dados simultaneamente sem conflitos.

2. Desempenho em Consultas: Otimiza o desempenho e a velocidade de consulta em operações complexas.

3. Gerenciamento de Dados Complexos: Fornece suporte robusto para operações de manipulação de dados, como atualizações e exclusões.

4. Versionamento e Time Travel: Permite reverter a estados anteriores dos dados.

5. Governança e Segurança: Oferece melhores garantias de integridade e segurança dos dados.

6. Integração com Databricks: Permite uma experiência fluida ao trabalhar com análise e gerenciamento de dados.

Esses fatores tornam o Delta Lake uma escolha valiosa para empresas que buscam não apenas armazenar, mas também manipular, analisar e garantir a integridade dos dados de forma eficiente.

Vale a pena escolher Delta Lake?

Diante das diferenças significativas entre o Delta Lake e um Data Lake tradicional, a escolha do Delta Lake torna-se atraente, especialmente para projetos que exigem altos níveis de integridade, desempenho e flexibilidade no gerenciamento de dados. Com sua robustez em transações ACID e otimizações que suportam consultas complexas, o Delta Lake se destaca como uma solução valiosa para equipes que desejam maximizar a eficiência e a confiabilidade de suas operações de dados.

No entanto, é crucial considerar as necessidades específicas do seu projeto antes de tomar essa decisão. Enquanto o Delta Lake traz inúmeras vantagens, ele pode adicionar complexidade a implementações já existentes. Avaliar os trade-offs entre flexibilidade e controle ajudará você a determinar a melhor abordagem para sua infraestrutura de dados.