【入門編】仮想マシンとは？サーバーとの違いから仕組み、メリットまでわかりやすく解説

はじめに

企業のDX（デジタルトランスフォーメーション）推進が加速する現代において、ITインフラの柔軟性と効率性は、ビジネスの競争力を左右する重要な要素です。その中核をなす技術として、クラウドサービスと共に「仮想マシン（Virtual Machine, VM）」の活用が不可欠となっています。

「言葉は聞くが、具体的に何ができるのか？」「従来の物理サーバーや、最近よく聞くコンテナとはどう違うのか？」

こうした疑問をお持ちの中堅〜大企業のDX推進担当者や決裁者の皆様へ、本記事ではGoogle Cloudのプレミアパートナーとして数々の導入をご支援してきたXIMIXの視点から、仮想マシンの基礎知識から実践的な選定のポイントまで、網羅的に解説します。

仮想マシン（VM）とは？ソフトウェアで実現するコンピュータ

仮想マシンとは、一言でいえば「1台の物理サーバー上に、ソフトウェアで仮想的に構築されたコンピュータ」のことです。

物理的なサーバー（ハードウェア）が持つCPU、メモリ、ストレージといったリソースを、ハイパーバイザーと呼ばれるソフトウェアが効率的に分割・管理します。これにより、1台の物理サーバー上で、それぞれが独立したOS（Windows ServerやLinuxなど）やアプリケーションを持つ、複数の仮想マシンを同時に稼働させることができるのです。

あたかも一軒家（物理サーバー）の中に、完全に独立した複数のアパート（仮想マシン）が存在するイメージです。各アパートの住人（OSやアプリ）は、他の部屋を気にすることなく、自分たちの環境で活動できます。

この仮想化技術は、Google Cloud をはじめとするあらゆるクラウドサービスの根幹をなす技術であり、現代のITインフラを支える基盤となっています。

ご参考：【基本編】Google Cloudとは？ DX推進の基盤となる基本をわかりやすく解説

【徹底比較】仮想マシン・物理サーバー・コンテナの違い

仮想マシンを正しく理解するには、他の技術との違いを知ることが不可欠です。ここでは、DX推進担当者が必ず比較検討する「物理サーバー」「コンテナ」との違いを明確にします。

比較項目	仮想マシン (VM)	コンテナ (Dockerなど)	物理サーバー (ベアメタル)
基本単位	OSを含むマシン全体	アプリケーション＋実行環境	ハードウェア全体
分離レベル	OSレベルで完全に分離	プロセスレベルで分離	分離なし（ハードウェア専有）
リソース効率	中	高	低
起動速度	数分	数秒	数分～数十分
オーバーヘッド	あり（ゲストOS分）	ほぼなし	なし
汎用性	高（異なるOSを混在可能）	中（ホストOSのカーネルを共有）	高（OSを自由に選択可能）
主な用途	汎用的なサーバー、レガシー環境	マイクロサービス、Webアプリ	高性能計算、大規模DB

物理サーバーとの違い：所有から利用へ

物理サーバーとの最大の違いは「物理的な実体の有無」とそれに伴う「リソース効率」です。物理サーバーは1台のハードウェアを1つのシステムが専有するため、リソースが余りがちでした。

一方、仮想マシンは1台の物理サーバーのリソースを複数のシステムで共有するため、ハードウェアの稼働率を大幅に向上させ、サーバー購入台数や設置スペース、電力コストの削減に直結します。

コンテナとの違い：分離レベルと身軽さ

近年注目されるコンテナ技術（Dockerなど）は、仮想マシンよりもさらに軽量な仮想化技術です。

仮想マシン: OSごと仮想化するため、異なるOS（例: WindowsとLinux）を同じ物理サーバー上で動かせ、高い分離性と汎用性を持ちます。
コンテナ: OSのカーネル（中核部分）はホストと共有し、アプリケーションとライブラリのみをパッケージ化します。そのため、起動が非常に高速でリソース消費も少ない反面、ホストと異なる種類のOSは動かせません。

「どちらを選ぶべきか？」 は、私たちXIMIXがお客様から最もよくいただく質問の一つです。一般的に、既存システムのクラウド移行（リフト＆シフト）や、異なるOS環境が必要な場合は仮想マシンが、新規のWebアプリケーション開発やマイクロサービスアーキテクチャではコンテナが適しているなど、用途に応じた使い分けが重要です。

仮想マシンが動く仕組み：縁の下の力持ち「ハイパーバイザー」

仮想マシンの実現には「ハイパーバイザー」という仮想化ソフトウェアが不可欠です。ハイパーバイザーが物理サーバーのリソースを論理的に分割し、各仮想マシンに割り当てることで、それぞれの独立性を保ちます。

ハイパーバイザーには、主に2つのタイプがあります。

ベアメタル型（ハイパーバイザー型）

物理サーバーのハードウェア上に直接インストールされるタイプです。OSを介さないため、オーバーヘッドが少なく高性能で、企業のデータセンターやクラウドサービスで主流となっています。 (例: VMware vSphere/ESXi, Microsoft Hyper-V, KVMなど)

ホストOS型

物理サーバーの既存OS（ホストOS）上にインストールして利用するタイプです。手軽に導入できるため、個人の開発環境やテスト用途でよく使われます。 (例: Oracle VM VirtualBox, VMware Workstation Playerなど)

Google Cloud の仮想マシンサービスである Compute Engine は、Googleが独自に開発・最適化した高性能なベアメタル型のハイパーバイザー（KVMベース）上で稼働しており、高いパフォーマンスと安定性を実現しています。

仮想マシン導入のメリット・デメリットと対策

仮想マシンの導入は多くのメリットをもたらしますが、注意すべき点も存在します。ここでは、NI+Cが持つ豊富なSI（システムインテグレーション）経験に基づき、対策も併せて解説します。

仮想マシンがもたらす5つの主要メリット

ハードウェアリソースの有効活用とコスト削減 複数のサーバーを1台の物理サーバーに集約（サーバー統合）することで、ハードウェアの稼働率を最大化します。これにより、サーバー購入費だけでなく、データセンターの設置費用、電気代、空調コストといった運用コスト（TCO）を大幅に削減できます。
迅速かつ柔軟なシステム構築 物理的な作業が不要なため、新しいサーバー環境を数分から数時間で構築可能です。ビジネスの要求に応じてCPUやメモリ、ストレージのスペックを柔軟に変更できるため、スモールスタートで始めて需要に応じて拡張する、といったアジャイルな対応が実現します。
可用性の向上とBCP（事業継続計画）の強化 仮想マシンはOSやアプリ、データがすべてファイルとして管理されるため、バックアップや複製が非常に容易です。稼働中の仮想マシンを停止させることなく別の物理サーバーへ移動させる「ライブマイグレーション」機能などを活用し、システム障害からの迅速な復旧や、災害対策（DR）の強化に大きく貢献します。
レガシーシステムの延命 サポートが終了した古いOSやアプリケーションを、そのまま新しいハードウェア上で動かし続けることが可能です。これは、すぐにシステム刷新が難しい場合の有効な延命措置となります。
テスト・開発環境の効率化 本番環境と隔離されたテスト環境を簡単に作成・複製・破棄できるため、開発サイクルのスピードアップと品質向上に繋がります。

知っておくべきデメリットと具体的な対策

デメリット・注意点	概要と影響	XIMIXが提案する対策
パフォーマンスのオーバーヘッド	ハイパーバイザーを介するため、物理サーバー直結に比べわずかな性能劣化が生じます。極めて高いI/O性能が求められる大規模データベースなどでは、影響を考慮する必要があります。	適切なサイジングとインスタンス選定が鍵です。Google Cloudでは、用途に応じた多様なマシンタイプが提供されています。性能要件を精査し、最適なインスタンスを選択、必要に応じてパフォーマンスチューニングを実施します。
ハイパーバイザーへの依存	物理サーバーやハイパーバイザーに障害が発生すると、その上で稼働するすべての仮想マシンが影響を受ける可能性があります。	クラウド環境では、冗長化構成が基本です。複数の物理ホストやゾーンに仮想マシンを分散配置する、ライブマイグレーションや自動再起動を設定するなど、単一障害点（SPOF）をなくす設計が重要になります。
管理の複雑化とスキル	仮想環境が大規模・複雑化すると、リソース配分やパフォーマンス監視、セキュリティ管理が煩雑になり、専門的な知識が求められる場合があります。	運用設計と自動化が不可欠です。TerraformなどのIaC (Infrastructure as Code) ツールによる構成管理のコード化や、監視・運用を自動化する仕組みを導入することで、管理負荷を大幅に軽減できます。

中堅〜大企業における仮想マシンの戦略的活用シーン

仮想マシンは、単なるサーバー統合ツールではありません。企業の様々な経営課題を解決する戦略的な一手となり得ます。

クラウド移行の第一歩（リフト＆シフト） オンプレミスの物理サーバーで稼働する既存システムを、まずはそのままクラウド上の仮想マシンへ移行する手法です。アプリケーションの改修を最小限に抑えつつ、ハードウェアの運用保守から解放されるメリットがあります。
部門ごとにサイロ化したサーバーの統合 総務省の調査（令和5年通信利用動向調査）でも、クラウドサービスを利用する企業の割合は7割を超えていますが、未だ部門ごとにサーバーが乱立し、管理が非効率になっているケースは少なくありません。これらを仮想基盤に統合することで、全社的なITガバナンス強化とコスト最適化を実現します。
急な需要変動への対応 キャンペーンサイトや月末のバッチ処理など、一時的に高い負荷が発生する業務のために、期間限定でハイスペックな仮想マシンを利用し、終了後は削除またはスケールダウンすることで、コストを最適化します。
グローバルな事業展開の基盤 海外拠点向けのシステムを、現地のデータセンター（リージョン）に仮想マシンとして迅速に展開。物理的な機器輸送や現地での構築作業なしに、スピーディーな事業展開を支援します。

XIMIXが提供するGoogle Cloud導入・運用支援

仮想マシンの導入、特にGoogle Cloud (Compute Engine) のような高機能なサービスを最大限に活用するには、専門的な知見が成功の鍵を握ります。

「どのインスタンスタイプが自社のワークロードに最適なのか？」「セキュリティやネットワークは、どのような設計にすべきか？」「オンプレミスからの移行計画は、どう立てれば安全かつ効率的か？」「日々の運用監視やコスト管理を、どう最適化すればよいか？」

このような課題に対し、私たちXIMIX (NI+C) は、Google Cloud プレミアパートナーとして培ってきた豊富な実績とノウハウに基づき、お客様を強力に支援します。

現状分析から移行戦略の策定、Compute Engineを活用した最適なインフラの設計・構築、そして導入後の運用保守、コスト最適化までをワンストップでご提供。仮想マシンの導入に留まらず、その先のデータ活用やアプリケーションのモダナイゼーションまでを見据えた、お客様のビジネス成長に貢献するDX推進を伴走支援いたします。

Google Cloudの活用やDX推進に関するお悩みは、ぜひお気軽にXIMIXまでご相談ください。