物理机和虚拟机哪个好，物理机和虚拟机哪个好

***：仅提出“物理机和虚拟机哪个好”的问题，未给出二者相关信息。物理机是实体硬件设备，具有高性能、高安全性、直接硬件访问等优势；虚拟机是通过软件模拟的计算机系统，有便于资源分配管理、便于迁移备份等特点。两者好坏取决于多种因素，如资源需求、成本考量、安全性要求、应用场景等，不同需求下二者各有优劣。

本文目录导读：

1. 物理机的特性
2. 虚拟机的特性
3. 物理机和虚拟机的缺点
4. 物理机和虚拟机的适用场景

深度对比与选择

在当今的计算机技术领域，无论是企业数据中心、云计算环境，还是个人电脑使用场景，物理机和虚拟机都是非常重要的概念，物理机是指传统的实体计算机设备，具有实际的硬件组件；而虚拟机则是通过软件模拟出来的计算机系统，运行在物理机之上，随着技术的发展，两者都在不同的应用场景下发挥着独特的作用，对于用户来说，了解物理机和虚拟机的特性、优缺点，有助于在不同需求下做出合适的选择。

物理机的特性

（一）硬件性能

1、直接硬件访问

- 物理机能够直接访问计算机的硬件资源，如CPU、内存、硬盘、显卡等，这意味着它可以充分利用硬件的性能潜力，对于需要进行大量图形处理的专业工作站，物理机可以直接调用高性能的独立显卡，实现流畅的图形渲染和视频编辑工作，在科学计算领域，物理机能够直接与高速的计算芯片和大容量内存交互，加速复杂的数值计算过程。

- 以一款高端游戏物理机为例，其配备的顶级CPU可以在不经过任何中间层转换的情况下，直接处理游戏中的复杂逻辑运算，而大容量、高频率的内存则可以快速为CPU提供数据支持，保证游戏的流畅运行，高性能的固态硬盘（SSD）可以实现极快的游戏加载速度，因为数据的读取和写入是直接在硬件层面进行的。

2、硬件资源独占性

- 物理机独占硬件资源，不会受到其他系统的干扰，在企业级服务器场景中，如果运行关键业务系统，如大型数据库管理系统（DBMS），物理机可以确保数据库能够完全利用服务器的所有资源，一个银行的核心业务数据库服务器，独占服务器的内存、CPU和存储资源，可以保证数据库的高性能运行，满足大量用户的并发访问需求，提供稳定的金融服务。

- 对于一些对硬件资源要求极高且对稳定性要求严格的工业控制系统，如自动化生产线的控制系统，物理机的硬件资源独占性可以保证控制系统的精确性和可靠性，因为不会有其他虚拟系统抢占资源，从而避免可能出现的系统故障或性能下降。

（二）安全性

1、物理隔离

- 物理机提供了最高程度的物理隔离，由于它是独立的硬件实体，不同物理机之间不会像虚拟机那样存在因共享底层硬件或软件层而可能产生的安全风险，在企业的保密部门，如研发部门处理机密项目时，使用物理机可以确保项目数据的安全性，即使一台物理机受到外部攻击，也不会影响其他物理机上的数据和系统运行。

- 在军事和国家安全相关的计算机系统中，物理机的物理隔离特性至关重要，敏感的军事指挥系统、情报收集和分析系统等都依赖物理机的物理隔离来防止信息泄露和外部攻击，这种物理隔离使得攻击者很难通过网络攻击从一台物理机渗透到其他物理机获取机密信息。

2、硬件层面的安全防护

- 物理机可以配备专门的硬件安全防护设备，如硬件防火墙、加密芯片等，这些硬件设备直接集成到物理机的硬件架构中，可以在最底层对数据和系统进行保护，硬件防火墙可以对进入和流出物理机的网络流量进行实时监控和过滤，阻止未经授权的网络访问，加密芯片可以对存储在物理机硬盘上的数据进行加密处理，即使硬盘被盗取，没有正确的解密密钥，数据也无法被读取。

（三）适用性

1、特定硬件需求场景

- 对于一些需要特殊硬件支持的应用，物理机是唯一的选择，在虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的开发过程中，需要高性能的图形处理单元（GPU）和特殊的传感器设备，物理机可以直接连接这些硬件设备，并且能够充分发挥它们的性能，又如，在一些需要高速数据采集和处理的科研设备中，如高能物理实验中的数据采集系统，物理机可以直接与高速数据采集卡等硬件相连，实现对大量实验数据的实时采集和处理。

- 在某些工业自动化场景中，物理机需要与特定的工业控制设备（如PLC - 可编程逻辑控制器）进行连接，由于这些工业控制设备的接口和通信协议往往是针对物理机的硬件环境设计的，物理机能够更好地与之兼容并实现稳定的控制操作。

2、传统企业IT架构

- 在传统的企业IT架构中，物理机仍然占据重要地位，许多企业的关键业务系统，如企业资源规划（ERP）系统、客户关系管理（CRM）系统等，在长期的发展过程中是基于物理机部署的，这些系统经过多年的优化和配置，与物理机的硬件环境紧密结合，改变为虚拟机可能需要重新进行大量的系统调整、软件适配和员工培训，成本较高，而且对于一些对稳定性要求极高的企业核心业务，如金融机构的核心交易系统，物理机的成熟架构和稳定性能能够满足其需求。

虚拟机的特性

（一）资源利用与灵活性

1、资源共享与动态分配

- 虚拟机可以在物理机的硬件资源基础上实现资源共享，一台物理机可以同时运行多个虚拟机，每个虚拟机可以根据实际需求动态分配CPU、内存、存储等资源，在云计算数据中心，通过虚拟机技术，可以将物理服务器的资源划分为多个虚拟机实例，租给不同的用户，当某个用户的业务负载增加时，可以动态地为其虚拟机分配更多的CPU核心和内存，而当业务负载减轻时，可以回收部分资源再分配给其他虚拟机。

- 在企业内部的测试环境中，开发团队可以根据不同的项目需求，快速创建多个虚拟机，每个虚拟机可以配置不同的操作系统和软件环境，一个软件开发公司可以在一台物理机上创建多个虚拟机，分别用于不同项目的开发、测试和部署，对于一些小型项目，只需要分配较少的资源给相应的虚拟机，而对于大型项目则可以分配更多的资源，实现资源的高效利用。

2、快速部署与迁移

- 虚拟机的部署非常快速，通过虚拟机模板，可以在短时间内创建出多个具有相同配置的虚拟机，在企业部署新的办公应用时，可以先创建一个包含办公软件和操作系统的虚拟机模板，然后根据需要快速克隆出多个虚拟机，分发给不同的部门或员工，而且虚拟机可以方便地在不同的物理机之间迁移，当一台物理机出现故障或者需要进行维护时，可以将运行在其上的虚拟机迁移到其他物理机上，这个过程对用户来说几乎是无感知的，不会影响业务的正常运行。

- 在云计算环境中，虚拟机的迁移功能对于实现资源的优化配置和故障恢复非常重要，当某个数据中心的电力供应出现问题时，可以将该数据中心内的虚拟机快速迁移到其他正常运行的数据中心的物理机上，保证用户业务的连续性。

（二）成本效益

1、硬件成本节约

- 虚拟机可以在一台物理机上运行多个操作系统和应用环境，这意味着企业不需要为每个操作系统或应用单独购买物理机，一家小型企业需要同时运行Windows和Linux操作系统来满足不同的业务需求，如果使用物理机，就需要购买两台计算机设备，而使用虚拟机，只需要一台物理机就可以创建两个分别运行Windows和Linux的虚拟机，大大节约了硬件采购成本。

- 在数据中心建设中，通过使用虚拟机技术，可以减少物理服务器的数量，这不仅降低了服务器硬件的采购成本，还可以减少数据中心的占地面积、电力消耗和冷却成本等，一个大型企业的数据中心如果采用虚拟机技术，原本需要100台物理服务器来满足业务需求，现在可能只需要50台物理服务器，从而在硬件采购、机房空间、能源消耗等方面节省大量成本。

2、管理成本降低

- 虚拟机的管理相对简单，通过虚拟机管理软件，可以对多个虚拟机进行集中管理，如安装操作系统、更新软件、备份数据等操作，系统管理员可以通过虚拟机管理控制台，一次性为多个虚拟机安装安全补丁，而不需要像管理物理机那样逐台进行操作，这大大降低了管理成本和人力成本。

- 在企业的软件开发和测试流程中，使用虚拟机可以简化环境搭建和管理的过程，开发团队可以快速创建和销毁虚拟机来满足不同阶段的测试需求，减少了因环境搭建和配置错误而导致的时间浪费，提高了开发和测试效率，从而间接降低了成本。

（三）安全性（虚拟机视角）

1、隔离性与安全性

- 虚拟机之间虽然共享物理机的硬件资源，但在软件层面实现了一定程度的隔离，每个虚拟机都有自己独立的操作系统和应用环境，就好像是独立的计算机一样，在企业的多部门共享服务器的情况下，不同部门的虚拟机之间相互隔离，一个部门的虚拟机受到病毒攻击或者安全漏洞影响时，不会轻易传播到其他部门的虚拟机。

- 虚拟机还可以通过安全策略设置来进一步提高安全性，可以设置网络访问控制策略，限制虚拟机之间以及虚拟机与外部网络的通信，只允许合法的网络连接，虚拟机可以使用加密技术来保护存储在其中的数据，防止数据在虚拟机之间或者虚拟机与物理机之间传输时被窃取。

2、快照与恢复功能

- 虚拟机具有快照功能，可以对虚拟机的当前状态进行快速备份，当虚拟机遇到病毒感染、软件错误或者其他安全问题时，可以通过快照快速恢复到之前的正常状态，在企业的测试环境中，如果在测试软件更新过程中出现问题，导致虚拟机系统崩溃，管理员可以利用之前创建的快照迅速将虚拟机恢复到更新前的状态，避免重新安装操作系统和配置软件环境的麻烦，同时也减少了因系统故障而可能导致的数据泄露风险。

物理机和虚拟机的缺点

（一）物理机的缺点

1、硬件成本高

- 物理机需要购买完整的硬件设备，包括CPU、主板、内存、硬盘、机箱、电源等，对于企业来说，如果需要构建大规模的数据中心或者服务器集群，硬件采购成本是非常高的，要构建一个拥有100台服务器的企业数据中心，每台服务器的硬件成本可能在数千元到数万元不等，这还不包括网络设备、存储设备等其他相关硬件的成本。

- 而且物理机的硬件升级也比较麻烦，如果要升级CPU或者内存等硬件组件，需要对物理机进行停机操作，打开机箱进行硬件更换，这不仅会影响业务的正常运行，还可能需要专业的技术人员来操作，增加了人力成本。

2、资源利用率低

- 在很多情况下，物理机的硬件资源利用率不高，一台服务器可能配备了大容量的内存和高频率的CPU，但在运行一些简单的业务应用时，如小型企业的文件共享服务，这些硬件资源可能只有一小部分被利用，造成了资源的浪费，而且物理机一旦分配给某个业务应用，即使该业务应用没有充分利用硬件资源，也不能方便地将多余的资源分配给其他应用。

- 在企业的办公环境中，不同部门的业务需求不同，有些部门可能只需要少量的硬件资源，而有些部门则需要大量资源，如果都采用物理机来满足需求，很难实现资源的灵活调配，导致整体资源利用率低下。

3、缺乏灵活性

- 物理机的操作系统和软件环境相对固定，一旦安装了某种操作系统和软件，要进行大规模的更改或者重新配置比较困难，如果一个物理机最初安装的是Windows操作系统，后来想要切换到Linux操作系统，就需要重新格式化硬盘、安装新的操作系统、重新安装和配置软件等操作，这需要花费大量的时间和精力。

- 在企业的开发和测试环境中，如果要为不同的项目创建不同的操作系统和软件环境，使用物理机就非常不方便，因为每创建一个新的环境就需要一台新的物理机，而且物理机之间的环境切换也很麻烦。

（二）虚拟机的缺点

1、性能损耗

- 由于虚拟机是通过软件模拟出来的计算机系统，在运行过程中会有一定的性能损耗，虚拟机需要与物理机的硬件资源进行交互，这个过程中会涉及到指令翻译、资源调度等操作，这些都会影响虚拟机的运行速度，在进行大量数据处理的应用中，虚拟机的处理速度可能会比物理机慢，在高性能计算场景下，虚拟机可能无法充分发挥硬件的全部性能潜力。

- 对于一些对实时性要求极高的应用，如工业自动化中的实时控制系统，虚拟机的性能损耗可能会导致控制系统的响应延迟，从而影响整个生产过程的稳定性和安全性。

2、安全风险（与物理机对比）

- 虽然虚拟机之间有一定的隔离性，但仍然存在安全风险，如果物理机的底层管理程序（hypervisor）被攻破，那么所有运行在该物理机上的虚拟机都可能面临安全威胁，而且虚拟机共享物理机的硬件资源，如果一个虚拟机存在资源耗尽的情况，可能会影响其他虚拟机的正常运行。

- 在多租户的云计算环境中，不同租户的虚拟机运行在同一物理机上，如果一个租户的虚拟机被恶意利用，可能会通过共享的硬件资源对其他租户的虚拟机进行攻击，如通过侧信道攻击获取其他虚拟机的数据。

3、对物理机硬件的依赖

- 虚拟机是运行在物理机之上的，其性能和功能受到物理机硬件的限制，如果物理机的硬件配置较低，那么能够创建的虚拟机数量和虚拟机的性能都会受到影响，如果物理机的内存容量较小，那么每个虚拟机能够分配到的内存就有限，可能无法满足一些对内存要求较高的应用需求。

- 而且如果物理机出现硬件故障，所有运行在其上的虚拟机都会受到影响，虽然可以通过虚拟机迁移技术将虚拟机迁移到其他物理机上，但这个过程需要一定的时间和条件，如果故障发生突然，可能会导致虚拟机中的业务中断。

物理机和虚拟机的适用场景

（一）物理机的适用场景

1、高性能计算与科学研究

- 在高性能计算领域，如气象预报、基因测序、天体物理模拟等，物理机能够充分发挥其硬件性能优势，这些计算任务通常需要大量的计算资源，并且对计算速度和精度要求极高，物理机直接访问硬件资源，可以减少中间层的性能损耗，提高计算效率，在基因测序中，需要对海量的基因数据进行复杂的分析和比对，物理机的高性能CPU和大容量内存能够快速处理这些数据。

- 在科学研究的大型实验设备控制方面，物理机也是首选，如大型粒子加速器的控制系统，需要精确地控制设备的运行参数，物理机与设备的直接硬件连接能够保证控制的准确性和及时性。

2、企业核心业务系统

- 对于企业的核心业务系统，如金融机构的核心交易系统、大型企业的ERP系统等，物理机的稳定性和安全性至关重要，这些系统处理大量的关键业务数据，对系统的可靠性和性能要求极高，物理机的物理隔离和硬件层面的安全防护能够有效保护业务数据，防止数据泄露和系统故障，而且这些核心业务系统往往经过多年的优化与物理机的硬件环境紧密结合，迁移到虚拟机可能会带来风险。

- 在一些对硬件资源独占性要求较高的企业业务场景中，如企业的大型数据库服务器，物理机可以确保数据库能够完全利用服务器的硬件资源，满足大量用户的并发访问需求。

3、需要特殊硬件支持的应用

- 如前所述，在VR/AR开发、工业自动化设备连接等需要特殊硬件支持的应用场景中，物理机能够直接与特殊硬件设备相连并发挥其性能，在VR开发中，物理机可以直接连接高端的VR头盔、手柄等设备，为开发人员提供流畅的开发体验，在工业自动化中，物理机可以与特定的PLC、传感器等设备进行稳定的通信和控制操作。

（二）虚拟机的适用场景

1、企业办公环境与软件开发测试

- 在企业办公环境中，虚拟机可以满足不同部门和员工的多样化需求，企业的市场部门可能需要Windows操作系统来运行办公软件，而技术部门可能需要Linux操作系统进行开发工作，通过虚拟机，可以在一台物理机上创建不同操作系统的虚拟机，满足不同部门的需求，同时还可以方便地进行资源共享和管理。

- 在软件开发和测试过程中，虚拟机的快速部署和迁移特性非常有用，开发人员可以根据项目需求快速创建、配置和销毁虚拟机，方便地搭建不同的测试环境，在软件测试的不同阶段，如单元测试、集成测试、系统测试等，可以为每个阶段创建不同的虚拟机环境，提高测试效率。

2、云计算与多租户环境

- 在云计算环境中，虚拟机是提供云服务的基础，云服务提供商可以通过在物理机上创建大量的虚拟机，将这些虚拟机出租给不同的用户（多租户），虚拟机的资源共享和动态分配特性能够满足不同用户的需求，同时降低了云服务提供商的硬件成本和运营成本，亚马逊的AWS云服务、微软的Azure云服务等都是基于虚拟机技术为用户提供各种云服务的。

- 在多租户环境中，虚拟机之间的隔离性可以保证不同租户的业务安全，每个租户可以根据自己的需求定制虚拟机的配置，如CPU、内存、存储等，并且可以在不影响其他租户的情况下对自己的虚拟机进行管理和操作。

3、数据中心的资源整合与优化

- 在数据中心中，虚拟机可以对物理服务器的资源进行整合和优化，通过将多个物理服务器的资源整合到少数几台物理机上，创建多个虚拟机，可以提高资源利用率，降低硬件成本、电力消耗和冷却成本等，企业可以将一些利用率较低的物理服务器上的业务迁移到虚拟机上，关闭部分物理服务器，从而实现数据中心的节能减排和成本降低。

物理机和虚拟机各有其独特的特性、优缺点和适用场景，物理机在硬件性能发挥、安全性（物理隔离方面）和特定硬件需求场景下具有优势，但存在硬件成本高、资源利用率低和缺乏灵活性等缺点；虚拟机在资源利用灵活性、成本效益和