【Windows 11】仮想マシンとは？ 基本概念からHyper-Vの使い方まで解説

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今回は、Windows 11で利用できる「仮想マシン」について紹介します。
仮想マシンとは何か、その基本概念から実際にWindows 11でHyper-Vを使った仮想マシンの作成方法、メリット・デメリットまで解説します。

仮想マシンとは？基本概念を理解しよう

仮想マシンとは、1台の物理的なコンピューター上に、ソフトウェアを使って作り出された「仮想的なコンピューター環境」のことです。簡単に言えば、Windows 11のパソコン上で、もう1台（あるいは複数台）の別のコンピューターを動かすことができる技術です。

例えば、Windows 11を搭載したパソコンで、Linuxや別バージョンのWindowsなど、異なるオペレーティングシステム（OS）を同時に動かすことができます。物理的に別のパソコンを用意することなく、1台のハードウェア上で複数の環境を使い分けることができる便利な技術です。

ホストOSとゲストOSの関係

仮想マシンを理解するうえで重要な概念が「ホストOS」と「ゲストOS」です。

  • ホストOS：実際の物理マシン上で動作している基本となるOS（この場合はWindows 11）
  • ゲストOS：仮想マシン上にインストールされ、ホストOS上で動作するOS（例：Linux、Windows 10など）

例えば、Windows 11のパソコン上に仮想マシンを作成し、その中にLinuxをインストールした場合、Windows 11がホストOS、LinuxがゲストOSとなります。ゲストOSは、実際のハードウェアではなく、仮想化ソフトウェアによって提供される仮想的なハードウェア上で動作します。

仮想マシンの種類と特徴

仮想マシンの実現方法には、主に以下の3つの種類があります。

1. ホストOS型

ホストOS型は、物理マシンにインストールされたOS（ホストOS）上に仮想化ソフトウェアをインストールし、その上でゲストOSを動作させる方式です。

  • メリット：導入が簡単で既存のパソコンに後からインストールできる
  • デメリット：ホストOSを介して処理されるため、パフォーマンスが劣る場合がある
  • 代表的なソフトウェア：VMware Workstation Player、Oracle VM VirtualBox

2. ハイパーバイザー型（ベアメタル型）

ハイパーバイザー型は、物理マシンに直接仮想化ソフトウェア（ハイパーバイザー）をインストールし、その上で複数のOSを動作させる方式です。Windows 11 ProではHyper-Vがこれに該当します。

  • メリット：ホストOSを介さないため、高いパフォーマンスが得られる
  • デメリット：専用の環境が必要で、既存のOSの入れ替えが必要になる場合がある
  • 代表的なソフトウェア：Microsoft Hyper-V、VMware ESXi、KVM（Linux）

3. コンテナ型

コンテナ型は、厳密には仮想マシンとは異なりますが、仮想化技術の一種として紹介されることが多い技術です。OSの仮想化ではなく、アプリケーション実行環境を仮想化します。

  • メリット：軽量で起動が速く、リソース効率が良い
  • デメリット：ホストOSと同じOS系統に限定される場合が多い
  • 代表的なソフトウェア：Docker、Kubernetes

Windows 11で使える仮想マシン技術「Hyper-V」

Windows 11では、Microsoft独自の仮想化技術「Hyper-V」を利用することができます。Hyper-Vは、Windows 11 Pro、Enterprise、Educationエディションに標準で搭載されている機能です（Home版では利用できません）。

Hyper-Vはハイパーバイザー型の仮想化技術で、高いパフォーマンスと安定性を提供します。Windows 11では、以前のバージョンに比べて操作性が向上し、使いやすくなっています。

Hyper-Vの主な特徴

  • Windows 11 Pro以上のエディションに標準搭載
  • 高いパフォーマンスと安定性
  • 複数の仮想マシンを同時に実行可能
  • スナップショット機能により、仮想マシンの状態を保存・復元できる
  • 動的メモリ割り当てにより、必要に応じてメモリリソースを調整
  • 第2世代の仮想マシンではUEFIファームウェアやセキュアブートをサポート

Windows 11でHyper-Vを有効にする方法

Hyper-Vを使用するには、まずWindows 11で有効化する必要があります。以下に手順を説明します。

事前確認：Hyper-V対応のシステム要件

  • Windows 11 Pro、Enterprise、またはEducationエディション（64ビット版のみ）
  • 第2レベルアドレス変換（SLAT）を備えた64ビットプロセッサ（Intel VT-xまたはAMD-V）
  • 最低4GBのRAM（8GB以上推奨）
  • BIOSまたはUEFIで仮想化機能が有効になっていること

Hyper-Vの有効化手順

  1. タスクバーの検索ボックスに「Windowsの機能」と入力します
  2. 「Windowsの機能の有効化または無効化」を選択します
  3. 表示されたリストから「Hyper-V」のチェックボックスにチェックを入れます（「Hyper-Vプラットフォーム」と「Hyper-V管理ツール」の両方にチェックが入っていることを確認）
  4. 「OK」をクリックします
  5. システムの再起動を求められるので、「今すぐ再起動」をクリックします

再起動後、Hyper-Vが有効になり、「Hyper-Vマネージャー」と「Hyper-Vクイック作成」がWindowsツールに追加されます。

Windows 11でHyper-Vを使って仮想マシンを作成する

Hyper-Vで仮想マシンを作成する方法は、大きく分けて2つあります。簡単な「クイック作成」と、より詳細な設定ができる「Hyper-Vマネージャー」からの作成です。

方法1：Hyper-Vクイック作成

  1. スタートメニューから「すべてのアプリ」→「Windowsツール」→「Hyper-Vクイック作成」を選択します
  2. 「仮想マシンの作成」画面が表示されたら、インストールしたいOSを選択します（UbuntuやWindows 11の開発環境など）
  3. 「仮想マシンの作成」ボタンをクリックします
  4. ダウンロードとインストールが自動的に開始されます
  5. 完了したら、「接続」ボタンをクリックして仮想マシンを起動します

方法2：Hyper-Vマネージャーで詳細設定

  1. スタートメニューから「すべてのアプリ」→「Windowsツール」→「Hyper-Vマネージャー」を選択します
  2. 右側の「操作」メニューから「新規」→「仮想マシン」を選択します
  3. 「新しい仮想マシンウィザード」が起動するので、画面の指示に従って進みます
  4. 仮想マシンに名前を付け、保存場所を指定します
  5. 世代を選択します（Windows 11ではUEFIに対応した第2世代を選択）
  6. メモリを割り当てます（Windows 11をゲストOSにする場合は最低4GB以上が必要）
  7. ネットワーク接続を設定します
  8. 仮想ハードディスクを作成します（Windows 11の場合は64GB以上が必要）
  9. インストールオプションでOSのインストール方法を選択します（ISOファイルなど）
  10. 設定を確認し、「完了」をクリックします

Windows 11をゲストOSとしてインストールする際の重要な追加設定

Windows 11をゲストOSとしてインストールするには、以下の追加設定が必須です：

  1. 仮想マシンを右クリックして「設定」を選択します
  2. 「セキュリティ」セクションで「トラステッドプラットフォームモジュールを有効にする」にチェックを入れます（TPM 2.0が必要）
  3. 「プロセッサ」セクションで「仮想プロセッサの数」を2以上に設定します
  4. 「OK」をクリックして設定を保存します

これらの設定がないと、Windows 11のインストール時に「このPCはこのバージョンのWindowsをインストールするための最小システム要件を満たしていません」というエラーが表示されることがあります。

仮想マシンのメリット

仮想マシンを利用することで、様々なメリットがあります。

1. コスト削減

1台の物理マシンで複数のOSを稼働させることができるため、ハードウェアの購入コストや管理コストを削減できます。サーバーの集約にも役立ちます。

2. 柔軟な環境構築

異なるOSや設定の環境を簡単に作成できるため、開発やテストに最適です。Windows 11の環境を保ちながら、他のOSでしか動作しないアプリケーションも利用できます。

3. スナップショット機能

仮想マシンの状態を保存し、問題が発生した場合に以前の状態に簡単に戻すことができます。これにより、システムのトラブルシューティングやアップデートのリスクを軽減できます。

4. 安全な環境でのテスト

ウイルス対策のテストや怪しいソフトウェアの動作確認など、リスクの高い操作を安全に行うことができます。問題が発生しても、実環境には影響を与えません。

5. 環境の可搬性

仮想マシンのファイル一式を別のコンピューターに移動すれば、同じ環境を再現できます。バックアップや環境の複製が容易です。

仮想マシンのデメリット

一方で、仮想マシンにはいくつかのデメリットもあります。

1. パフォーマンスの低下

物理マシンと比較すると、仮想マシンではパフォーマンスが低下する場合があります。特にグラフィックス処理や高負荷な処理を行う場合は顕著です。

2. リソースの制約

ホストマシンのリソース（CPU、メモリ、ストレージ）を分割して使用するため、各仮想マシンに割り当てられるリソースには制限があります。複数の仮想マシンを同時に稼働させると、全体的なパフォーマンスが低下する可能性があります。

3. 設定の複雑さ

初心者にとっては、仮想マシンの設定や管理が複雑に感じられることがあります。特にネットワーク設定や共有フォルダの設定には知識が必要です。

4. ハードウェア互換性の問題

すべてのハードウェアが仮想環境で正常に機能するわけではありません。特にUSBデバイスや専用ハードウェアなど、一部のデバイスでは互換性の問題が発生する場合があります。

Windows 11で仮想マシンを活用するケース

Windows 11で仮想マシンを活用できる具体的なケースをいくつか紹介します。

1. マルチOS環境の構築

Windows 11を主なOSとして使いながら、Linux環境や古いバージョンのWindowsを必要に応じて利用できます。例えば、特定のソフトウェアがWindows 7でしか動作しない場合でも、Windows 11上の仮想マシンでWindows 7を稼働させることができます。

2. ソフトウェア開発環境

開発者は、異なるOS環境でのテストを簡単に行うことができます。例えば、Webアプリケーションが異なるブラウザやOS環境でどのように表示されるかを確認できます。

3. 教育・学習環境

IT教育やトレーニングの場で、様々なOS環境を安全に提供できます。学習者はシステム管理や設定を実践的に学ぶことができます。

4. レガシーシステムの維持

サポートが終了した古いOSや、最新のハードウェアでは動作しないレガシーアプリケーションを引き続き利用できます。

5. セキュリティテスト

セキュリティ研究やマルウェア分析など、リスクの高い作業を安全に行うための隔離環境として活用できます。

まとめ：Windows 11で仮想マシンを始めよう

Windows 11の仮想マシン機能、特にHyper-Vは、1台のコンピューターで複数の環境を効率的に利用するための強力なツールです。コスト削減や柔軟な環境構築、安全なテストなど、様々なメリットがあります。

Windows 11 Proなどのエディションを使用している場合は、無料で利用できるHyper-Vを活用して、仮想マシンの世界を体験してみましょう。また、Home版を使用している場合でも、VirtualBoxなどのサードパーティ製ソフトウェアを利用することで、仮想マシンの恩恵を受けることができます。