仮想マシンとは

仮想マシンは、仮想化技術を使用して仮想ハードウェア（物理マシン上のコンピュータの仮想バージョン）を作成します。VM が実行される物理マシンはホストと呼ばれ、ホスト上で実行されている VM はゲストと呼ばれます。

各ゲスト VM は、他のゲストから完全に隔離された、ホスト上の分離パーティションで実行されます。ハイパーバイザと呼ばれるソフトウェア レイヤ上で実行される単一のホストマシン（多くの場合はサーバー）上で、複数の VM をホストできます。

ハイパーバイザは、CPU、GPU、TPU、メモリ、ストレージ、ネットワークなどのホストマシンの物理リソースを、必要に応じてゲスト VM にプロビジョニングして動的に割り当てることができるプールに抽象化し、柔軟性を高め、全体的な効率を向上させます。

• タイプ 1: ベアメタル ハイパーバイザ: ホストの物理ハードウェア上で直接実行されます。高いパフォーマンスと効率性から、企業データセンターでよく使用されています。たとえば、Google Cloud は KVM ベースのハイパーバイザを使用して Compute Engine 仮想マシンを強化しています。
• タイプ 2: ホスト型ハイパーバイザ: 既存のオペレーティング システム上でアプリケーションとして実行されるため、デスクトップでの使用に適しています。これらの最も一般的なユースケースは、開発とテストです。

VM とコンテナ はどちらもアプリケーションを分離するために使用されますが、その方法は根本的に異なります。仮想マシンは、オペレーティング システムを含む物理ハードウェア スタック全体を仮想化します。これにより、各 VM は自己完結型の隔離された環境になりますが、VM が大きくなり、より多くのリソースを占有する傾向もあります。

対照的に、コンテナは OS レイヤのみを仮想化するため、より軽量です。コンテナは、各アプリケーションに完全なオペレーティング システムをバンドルするのではなく、ホストの OS カーネルを共有します。これにより、コンテナは VM よりも少ないリソースを使用し、分離された状態を維持しながらより高速に起動できます。そのため、コンテナは新しいアプリケーション開発に魅力的です。過去 10 年間に開発されたアプリケーションの多くはコンテナ向けに作成されているため、e コマース、バックオフィス、AI などの多くのワークロードは「コンテナ ネイティブ」です。

ただし、VM を実行する場合に留意すべき考慮事項がいくつかあります。仮想マシンの最大の潜在的課題の 1 つは、ホストマシンの堅牢性が足りない場合に、複数のオペレーティング システムとハイパーバイザー レイヤーを実行するとパフォーマンスが低下する可能性があることです。また、仮想ハードウェアは物理マシンの物理ハードウェアと比べて効率性で劣る場合があります。 最後に、ほとんどのクラウド プロバイダが提供する仮想マシンは、CPU とメモリが固定されているため、リソースを効率的に使用できません。

ただし、これらの懸念の多くは、クラウド サービス プロバイダが提供する VM を使用することを選択すれば解消できます。クラウド VM は、1 台のマシンではなく、データセンター全体のコンピュータのコンピューティング能力を活用できるため、従来の VM に比べて多くの利点があります。さらに、Google Compute Engine の仮想マシンサイズでは、カスタム マシンタイプが提供されています。過剰な容量が含まれている可能性のある事前定義されたマシンタイプから選択するのではなく、ワークロードに合わせて CPU とメモリの比率を調整できるため、実際に使用したリソースに対してのみ料金を支払うことができます。この的を絞ったアプローチにより、無駄を最小限に抑え、クラウド支出を大幅に削減できます。特に、オンプレミスから Google Cloud に移行する場合や、他のクラウド プロバイダから移行する場合に効果的です。 また、Compute Engine は、エンタープライズ ワークロード、メモリ消費量の多い構成、機械学習やハイ パフォーマンス コンピューティングなどの要求の厳しいワークロードに関するお客様の特定のニーズに応じて最適化された仮想マシンタイプも提供します。

Google Cloud では、VM インスタンスのセキュリティを強化し、整合性を検証できるように、Shielded VM も提供しています。Google Cloud の Shielded VMは、高度なプラットフォーム セキュリティ機能と制御を活用し、リモート攻撃、権限昇格、悪意のある内部関係者などの脅威から企業のワークロードを保護します。