多くの点において、現在のハイパーバイザーベースのアプローチは、究極の柔軟性を実現することに重点をおいて考案されている。他のインスタンスの動作に関係なく、各インスタンスは承認された任意の種類のゲストOSを実行できる。ハイパーバイザーベースの仮想化は、さまざまな機能を提供した一方で、業界が自ら招いた困難な状況が明らかになりつつある。ハイパーバイザーベースの仮想化の場合、各インスタンスには、ゲストOSとそこで動作する全てのアプリの完全なコピーが必要になる。運用の観点では、この仕様によって、かなり負荷が高くなり、効率とパフォーマンスは低下する。

　そもそも各OSとアプリのスタックはDRAMを使用している。シンプルなアプリを実行している小さなインスタンスにとって、これは極めて大きなオーバーヘッドとなる可能性がある。また、パフォーマンスに不利な条件も少なからず伴う。それから、全てのOSとアプリのスタックイメージをロード／アンロードするには時間がかかる。このような処理を行うと、サーバへのネットワーク接続に掛かる負荷も高くなる。最悪の場合、この状況により「ブートストーム」のような問題が起こる。例えば、午前9時に何千台もの仮想デスクトップが一斉に起動すると、従業員はコーヒーを2杯飲めるくらいの時間待たされることになる。また、クラスタ内の他のトラフィックは事実上ロックアウトされる。

　仮想サーバをセットアップする目的の1つは、新規インスタンスを迅速に作成することだ。ネットワークストレージからイメージをダウンロードするにはかなりの時間がかかるが、この時間は起動時間に必ず含まれることになる。起動にかかる時間が長くなると、システムの弾力性は実質的に制限されることになる。

　ここで登場するのがコンテナである。コンテナの目的は、上述の複数のOS／アプリのスタックに関する問題を解決することだ。これは今となっては当たり前に思える、以下の情報に基づいている。

• 特定のサーバの全インスタンスで同じOSを使うことは、大半のデータセンターでは実質的な制限にはならない。変更はオーケストレーションによって簡単に対処できる
• 多くのアプリスタックは同一である（LAMPなど）
• ローカルのHDDにOSのコピーを保持すると、大規模なクラスタではアップデートが複雑になる

　基本的にコンテナはOSとアプリのイメージを一度だけメモリに読み込む。多数のイメージを起動しても、ネットワークとストレージの負荷は高くならないため、この処理はネットワークディスクから行うことができる。また、追加でイメージを作成しても、共通イメージをポイントするだけなので、メモリはほとんど消費しない。

　コンテナは、特定のサーバで実行できるインスタンスの数を倍以上に増やすことができる。これが大幅なコスト改善をもたらすのは明らかだ。だが、インスタンスが2倍になれば、インスタンスを実行するサーバのI/O負荷も2倍になる。そのため、物事は慎重に進めなければならない。

　深刻なブートストームを解消する以外に、コンテナベースの仮想化がパフォーマンスの向上をもたらすかどうかを把握する必要もある。ディスクIOPSは改善されるだろうか。また、コンテナによってネットワークの効率化と待ち時間の短縮が実現されることで、インスタンス数が多くなるという問題は帳消しになるのだろうか。

　現時点で最も信頼性が高い調査は、米IBMのIBM Researchが行ったものだ。その調査の主要指数では、コンテナはハイパーバイザーに対して著しくパフォーマンスが向上したことが明らかになった。この結果から、調査対象となった全分野で、コンテナがネイティブプラットフォームとほぼ同じ速度を実現していることが判明した。ただし、ネットワーク遅延の調査は、まだ完了していない。

　IBM Researchの調査では、コンテナのパフォーマンスは複数の分野でハイパーバイザーより優れていることが判明した。コンテナは2対1でハイパーバイザーのパフォーマンスを上回り、LINPACKベンチマークではネイティブプラットフォームに迫る結果となった。コンテナのIOPSは、ランダムディスク読み取り（米Red Hatの「KVM」でハイパーバイザーが4万8000であるのに対してコンテナは8万4000）とランダムディスク書き込み（KVMでハイパーバイザーが6万であるのに対してコンテナは11万）がハイパーバイザーより優れているという結果が出ている。また、ローカルのSSDではさらに良好なSQLのパフォーマンスが実現される。

　ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）コミュニティーも、仮想化とコンテナに注目している。ブラジルの教皇庁立リオグランデ・ド・スル・カトリック大学による研究では、その点に焦点を当てている。

　その研究論文の執筆者は次のように述べている。「仮想化システムのオーバーへッド（CPU、メモリ、ディスク、ネットワークなど）が減少しなければ、HPCは仮想化システムを活用することはできない。だが、コンテナベースの全システムでは、CPU、メモリ、ディスク、ネットワークのパフォーマンスがネイティブプラットフォームに近いことが明らかになった」

　ハイパーバイザーベース仮想化の先駆けである米VMwareの「VMware vSphere」についても、Dockerのベンチマークと比較が行われている。この比較でも、コンテナでネイティブプラットフォームに近いパフォーマンスが実現されているという傾向が見られた。だが、VMwareのハイパーバイザーに対するコンテナの優勢さは、IBM Researchのリポートほど大きくない。VMwareの高度にチューニングされたアプローチによってオーバーヘッドが軽減されることに起因する結果といえるだろう。なお、VMwareのリポートでは、ディスクI/Oについては言及されていなかった。

　広範なユースケースにおけるセキュリティという観点では、コンテナは依然として堅牢性を具体的な形で示す必要がある。だが、コンテナによって、ハイパーバイザーベースの仮想化に伴うパフォーマンスに関する問題の大部分は解決される。コンテナが簡単かつ高速に導入できるようになれば、仮想化の分野を席巻するのは確実だ。その時が来たら、あっという間に情勢は変化するだろう。