カラムナフォーマットとは、データベースの分析用途に利用されるファイルフォーマットの種類の一つです。大量のデータを扱う際に効率的に圧縮してストレージコストを下げたり、計算時に必要なデータだけを取り出して計算コストを小さくできる設計がされています。
行指向フォーマットは、行方向に連続してデータを格納するため、一つの行をまとめて操作することの多いOLTP処理に向いています。従来のデータベースはもともとこの行指向フォーマットが利用されてきました。
ストレージ技術などの発展により、DWH用途での利用を行うようになって、注目されるようになったのが列指向フォーマットです。列指向フォーマットは、列方向に連続してデータを格納する方式で、列単位でデータを取り出す分析用途に向いています。
主要なOSSのカラムナフォーマットのライブラリとしては、ParquetとORCがあります。
ParquetはTwitter社とCloudera社が、2010年のGoogleの論文Dremel: Interactive Analysis of Web-Scale Datasets（以下Dremel Paper）におけるデータレイアウトに関する内容をOSS実装したもので、ORCはもとはApache Hiveのためのフォーマットとして実装されたという背景の違いがあります。
カラムナフォーマットでは、データ型やカーディナリティ等の特性に応じて、様々な符号化方式から決定木等によって各列に最適なエンコード方式を選択します。これらの符号化技術自体は、行指向フォーマットでも利用されるものですが、カラムナフォーマットでは、型が同じデータが並んだり、規則的にインクリメントするデータが並ぶなど、符号化によるデータ圧縮が効きやすいというメリットがあります。
上述したとおり、カラムナフォーマットにはクエリパフォーマンスをあげるための仕掛けが施されています。ただし、フォーマットはあくまで最適化しやすいデータ形式であって、それらを活かし切るかどうかは実際に処理を行うクエリエンジン側に依存します。