仮想マシン(VM)とは

仮想マシン(VM)とは、ソフトウェアによって構築された仮想的なコンピュータ。1台の物理コンピュータ上に複数の仮想マシンを構築し、異なるOS(環境)を同時に稼働させることができるため、物理的なリソースの有効活用や柔軟な運用が可能になる。

仮想マシン(VM)とは|概要

仮想マシン(VM)とは

仮想マシン(Virtual Machine:VM)とは、「コンピュータの中に、ソフトウェアで作り出した仮想のコンピュータ」です。物理的なPCが1台しかなくても、その上で複数の独立したPCが動いているかのように見せかけることができます。例えば普段使っているWindowsのPC上で、全く別のOSであるLinuxを同時に動かす、といったことが可能です。
このとき、もとになる物理的なPCのOSを「ホストOS」、仮想マシン上で動かすOSを「ゲストOS」と呼びます。

  • ホストOS:物理的なコンピュータに直接インストールされているOS。仮想マシンを動かす「土台」
  • ゲストOS:仮想マシンという「仮想的なコンピュータ」の中にインストールされるOS

仮想マシンには、主に以下のような特徴があります。

  • 環境の分離:各仮想マシンは独立しているため、一つのゲストOSで問題が起きてもホストOSや他のゲストOSに影響しません。
  • 移植性:仮想マシンのデータはファイルとして保存されるため、別の物理マシンに簡単に移動(コピー)できます。
  • 柔軟性:必要なときにすぐに新しいコンピュータ環境を作成し、不要になったら簡単に削除できます。

仮想マシンの仕組みを支える「ハイパーバイザー」

仮想マシンを実現する上で中心的な役割を果たすのが、「ハイパーバイザー」というソフトウェアです。ハイパーバイザーは、物理的なコンピュータのCPUやメモリ、ストレージといったリソースを管理する司令塔のような存在です。各仮想マシンからの「CPUを使いたい」「メモリを確保したい」といった要求を受け取り、物理リソースを適切に割り当てます。これによって、複数の仮想マシンが1台のPCのリソースを共有しながら、互いに干渉することなく独立して動作できます。ハイパーバイザーには、大きく分けて2つのタイプがあります。

ホストOS型(PCアプリ感覚で手軽。初心者におすすめ)

ホストOS型は、WindowsやmacOSといった既存のOS上で、一つのアプリケーションとして動作するハイパーバイザーです。手軽にインストールし直感的に操作できます。個人のPC上で手軽に別のOS環境を構築したい場合に広く利用されています。

ベアメタル型(企業のサーバで活躍する本格派)

ベアメタル型(またはネイティブ型)は、OSを介さず、物理的なコンピュータのハードウェア上で直接動作するハイパーバイザーです。ハードウェアを直接制御するため、リソースの割り当てが効率的で、非常に高いパフォーマンスを発揮します。その性能と安定性から、企業のデータセンターやクラウドサービスの基盤として利用されるのが一般的です。

コンテナと仮想マシンの違い

コンテナと仮想マシンの違い

開発の現場では「コンテナ」もよく利用されますが、仮想マシンとは似て非なる技術です。両者の最大の違いは「OSを仮想化するかどうか」にあります。仮想マシンがOSごと仮想化して「一軒家」を丸ごと建てるイメージなのに対し、コンテナはホストOSのカーネル(中核部分)を共有し、アプリケーション環境だけを隔離する「アパートの一室」のようなものです。この違いにより、起動速度やリソース効率に大きな差が生まれます。

項目 仮想マシン(VM) コンテナ
アーキテクチャ OSごと仮想化する アプリケーション環境のみを隔離
分離レベル OSレベルで完全に分離(高セキュリティ) プロセスレベルで分離(VMより低い)
リソース効率 ゲストOSの分、リソース消費が大きい OSのオーバーヘッドがなく、軽量
起動時間 OSの起動が必要なため、数秒から数分 OSの起動が不要なため、ミリ秒から数秒
移植性 VMイメージとして移植可能 コンテナイメージとして、より手軽に移植可能
主な用途 異なるOS環境の実行、高い分離性が求められる環境 アプリケーションの開発・実行環境、マイクロサービス

代表的な仮想化ソフトウェア

最後に、代表的な仮想化ソフトウェアを紹介します。

  • Oracle VirtualBox:オープンソースで完全に無料。Windows、macOS、Linuxと幅広いホストOSに対応し、機能も豊富。個人利用や学習に最適
  • VMware vSphere:業界標準のVMware社が提供。個人利用および非商用利用は無料版もある(VMware Workstation Pro/VMware Fusion Pro)。安定性と信頼性に定評あり
  • Microsoft Hyper-V:Windows 10/11 Pro以上のエディションに標準で搭載。Windowsとの親和性が非常に高く、追加インストールは不要

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