什麼是虛擬機器？

虛擬機器會利用虛擬化技術建立虛擬硬體，或是可在實體電腦上操作的電腦虛擬版本。執行 VM 的實體機器稱為主機，在主機上執行的 VM 則稱為客體。

每個訪客 VM 都會在主機的獨立分區上執行，與其他訪客完全分隔。您可以在單一主體機器 (通常是伺服器) 上託管多個 VM，並在軟體層 (稱為「管理程序」) 上執行。

管理程序會將主體機器的實體資源 (如 CPU、GPU、TPU、記憶體、儲存空間或網路) 抽象化為集區，再視需求佈建及動態分配給客體 VM，提升靈活度和整體效率。

• 類型 1：裸機管理程序：直接在主機的實體硬體上執行，通常用於企業資料中心，以獲得高效能與效率。例如，Google Cloud 使用以 KVM 為基礎的管理程序，驅動 Compute Engine 虛擬機器。
• 類型 2：託管管理程序：這類管理程序會以應用程式的形式在現有作業系統上執行，適用於桌上型電腦，最常見的用途是開發和測試。

雖然虛擬機器和容器都可用來隔離應用程式，但兩者做法截然不同。虛擬機器會將整個實體硬體堆疊 (包括作業系統) 虛擬化。這讓每個 VM 成為獨立的隔離環境，但也代表 VM 往往較大，會占用更多資源。

相較之下，容器只會虛擬化 OS 層，因此更輕量。容器不會將完整作業系統與每個應用程式搭配，而是共用主機的 OS 核心。因此，容器使用的資源比 VM 少，啟動速度也較快，同時仍可維持隔離狀態。這些特性讓容器非常適合用來開發新應用程式。過去 10 年開發的許多應用程式都是為容器編寫，因此電子商務、後勤和 AI 等許多工作負載都是「容器原生」。

不過，執行 VM 時需要考量一些事項。虛擬機器最大的潛在挑戰之一，就是主體機器不夠強大時，可能會影響多個作業系統和管理程序層的效能。此外，虛擬硬體的效率可能比不上實體機器的實體硬體。最後，大多數雲端服務供應商提供的虛擬機器會搭載固定的 CPU 和記憶體，導致資源使用效率不彰。

選擇使用雲端服務供應商提供的 VM 能解決上述許多問題。相較於傳統 VM，Cloud VM 具備許多優勢，可讓組織存取整個資料中心中所有電腦的運算能力，而非單一電腦的運算能力。此外，Google Compute Engine 提供的虛擬機器大小，包含自訂機型。您可以根據工作負載需求，自訂 CPU 與記憶體的比例，不必從預先定義機型中選擇，避免資源過剩，只為實際使用的資源付費。這種針對工作負載調整的做法可減少資源浪費，大幅降低雲端支出，特別是從地端部署環境或其他雲端服務供應商遷移至 Google Cloud 時。Compute Engine 也為客戶提供適合特定用途的虛擬機器類型，例如企業工作負載、需要大量記憶體容量，或是機器學習或高效能運算等高需求工作負載。

Google Cloud 也提供受防護的虛擬機器，讓 VM 執行個體擁有更高的安全性和可驗證的完整性。Google Cloud 受防護的虛擬機器採用先進的平台安全性功能和控管機制，可保護企業工作負載不受遠端攻擊、提權和惡意內部攻擊等各種威脅。

對於某些應用程式，開發人員可能會選擇完全略過傳統 VM。容器自動化調度管理 (Google Kubernetes Engine - GKE) 和無伺服器運算 (Cloud Run) 等現代部署模型是強大的替代方案，適用於特定用途，可讓團隊略過 VM 作業系統管理、加快部署速度，並通常能節省更多成本。