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CPU・メモリ・ストレージ

Linux

ネットワークには問題がなさそうです。新人はSSHでサーバーに入り(→07)、中を調べることにしました。ところが、コマンドを打っても返事がもたつきます。それを見た

「サーバーが重いね。メモリ足りてる?」
「CPU・メモリ・ストレージ」って、何のことだろう…?

コンピューターは、CPU(計算して処理する部分)、メモリ(作業中のものを置く場所)、ストレージ(保存しておく場所)の3つで仕事をしています。

どれかが足りなくなると、サーバーは重くなります。

このページで分かること読む 約4分・問題 3問
  • コンピューターの中の3つの役割:CPU=計算して処理する部分、メモリ=作業中のものを置いておく場所、ストレージ=保存しておく場所
  • メモリは速いが量が少なく、電源を切ると消える
  • どれかが足りなくなると、サーバーが重くなったり止まったりする
  • 確かめるコマンド:CPUは top、メモリは free -h、ストレージは df -h

身近な例えで理解する

勉強するとき、自分が考えて手を動かし、使う本やノートを机の上に広げ、使わない本は本棚にしまっておきます。

  • 考えて手を動かす自分CPU
  • 机の上メモリ
  • 本棚ストレージ
  • 机が狭くて本を出し入れしてばかりメモリ不足で遅くなる

机が狭いと、本棚との行き来ばかりで勉強がはかどりません。本棚がいっぱいなら、新しい本はもう置けません。

ちょっと確認

Q1対応づけ

勉強机の例えと、コンピューターの部品を結んでください。

左から1つ選び、次に右から合うものを選んでください。

左
右

例えを外して、実際のしくみ

ここからは実際のしくみ
CPU

プログラムの命令を実行する部分です。使用率が高い状態が続くと、処理が順番待ちになって遅くなります。top コマンドで、CPUをどれだけ使っているか、どのプログラムが多く使っているかを見られます

メモリ

動いているプログラムやデータを置く場所です。速いかわりに量が少なく、電源を切ると中身は消えます。足りなくなると、スワップ(ストレージの一部をメモリの代わりにする場所)が用意されていれば、そこを使います。ただしストレージはメモリよりずっと遅いので、全体がとても重くなります。スワップがない場合や、それでも足りない場合は、プログラムが止められてしまうこともあります。free -h で確かめ、「available(新しく使える量の見込み)」の列を見ます

ストレージ

ファイルを保存しておく場所です(SSDやハードディスク。クラウドでは「ディスク」「ボリューム」と呼ぶことが多い)。電源を切っても残ります。いっぱいになると、新しいファイルもログも書けなくなります。df -h で、どれだけ使っているかを確かめます

数字の見かた

ふだんの値を知っておくと、「いつもより多い」に気づけます

実行例(練習用に用意した Ubuntu 24.04 で、user2 というユーザーで実際に動かした結果):
user2@vm:~$ free -h
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7.8Gi       543Mi       7.1Gi        25Mi       478Mi       7.3Gi
Swap:             0B          0B          0B
user2@vm:~$ nproc
2

available が 7.3Gi なので、新しく使えるメモリはまだ十分あります。Swap が 0B なのは、この環境にスワップが用意されていないためです。nproc は、使えるCPUの数を表示します(この環境では2)。

このページのまとめ

CPU
命令を実行して処理する部分(top で見る)
メモリ
作業中のものを置く速い場所。電源を切ると消える(free -h)
ストレージ
保存しておく場所。電源を切っても残る(df -h)
スワップ
メモリが足りないとき、ストレージを代わりに使う仕組み(用意されていれば)。とても遅くなる

先輩のひとことの意味

先輩「サーバーが重いね。メモリ足りてる?」

「コマンドの反応が遅いのは、サーバーの作業場所(メモリ)が足りなくなって、処理が待たされているからかもしれない。free -h で空きを見てみて」という意味です。新人が確かめると、メモリの available がほとんど残っていませんでした。CPUやストレージには余裕があります。では、何がメモリをそんなに使っているのでしょうか。

練習問題で確かめる

Q2対応づけ

確かめたいものと、使うコマンドを結んでください。

左から1つ選び、次に右から合うものを選んでください。

左
右
Q34択

サーバーの電源を切ると、中身が消えてしまうのはどれ?

参考資料

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