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第3章 · 高性能なアーキテクチャの設計·v2.1.0·更新 2026/6/28·読了目安 約10分

変更要約: in-scope サービス網羅: 機械学習(SageMaker AI/Comprehend/Kendra/Polly/Rekognition/Textract/Transcribe/Translate)・ストレージ(FSx/Storage Gateway)・メディア(Elastic Transcoder/Kinesis Video Streams)・フロントエンド/API(API Gateway/Amplify/Device Farm)・分析(Kinesis Data Streams/Data Firehose/MSK/Glue/Lake Formation/Athena/EMR/OpenSearch/QuickSight/Data Exchange)・追加DB(Aurora Serverless/DocumentDB/Keyspaces)を各節に追加

3.1コンピュートとストレージの選択

この節の要点

ワークロードに応じたコンピュート(EC2 のインスタンスタイプ・Lambda のサーバーレス)とストレージ(EBS・EFS・S3)の選択を理解します。

高性能な設計の鍵は、ワークロードに最適なリソースを選ぶことです。常時稼働なら EC2、イベント駆動/スパイクなら Lambda、データの形に応じて EBS/EFS/S3 を使い分けます。

3.1.1コンピュートとストレージ

EC2(インスタンスタイプ:コンピュート/メモリ/GPU 最適化)、Lambda(サーバーレス・イベント駆動)、EBS/EFS/S3(ブロック/ファイル/オブジェクト)というコンピュート/ストレージの選択肢と、「常時稼働=EC2・スパイク/イベント=Lambda」「EBS=1台・EFS=共有・S3=オブジェクト/高耐久」の補足を示した図。
コンピュートとストレージの選択
  • EC2:仮想サーバー。用途別のインスタンスタイプ(汎用/コンピュート最適化/メモリ最適化/GPU 等)を選ぶ。常時稼働・細かい制御が要る処理向き。
  • Lambdaサーバーレスでイベント駆動。スパイクや断続的な処理に向き、使った分だけ課金・自動スケール。
  • コンテナ(ECS/EKS/Fargate):コンテナ化アプリの実行。Fargate はサーバーレスでコンテナを動かす。
  • ストレージ:EBS(1 台に接続するブロック)/EFS(複数から共有するファイル NFS)/S3(高耐久のオブジェクト・静的/バックアップ)/インスタンスストア(一時・揮発)。

高性能な設計の出発点は「ワークロードに最適なリソースを選ぶ」ことです。コンピュートは、予測可能で常時稼働・OS レベルの制御が要るなら EC2断続的・イベント駆動で運用を最小化したいなら Lambdaコンテナを移植性高く動かすなら ECS/EKS(サーバーレスは Fargate)。ストレージは「接続形態」で選びます:1 台の EC2 に高速接続するブロック=EBS、複数のインスタンスから同時マウントする共有ファイル=EFS、HTTP でアクセスする高耐久なオブジェクト=S3。EBS にはさらに汎用 SSD(gp3)・プロビジョンド IOPS SSD(io2、高 IOPS)・HDD(スループット重視)があり、性能要件で選びます。

要件選択
常時稼働・OS 制御EC2
断続的・イベント駆動・運用最小Lambda(サーバーレス)
1 台に接続する高速ディスクEBS(ブロック)
複数から共有するファイルEFS(ファイル/NFS)
静的ファイル・バックアップ・大容量S3(オブジェクト)

シナリオ:用途で選ぶ。 常時稼働の API は EC2(または ECS/Fargate)、画像アップロード時のサムネ生成のような断続処理は Lambda。OS のディスクは EBS(gp3)、複数の Web サーバーが同じファイルを共有するなら EFS、アップロードされた画像本体や静的サイトは S3。DB のバックアップも S3。要件(接続形態・頻度・耐久性)から逆算します。

注意

混同に注意:
EBS(1 台に接続・ブロック)と EFS(複数で共有・ファイル)と S3(オブジェクト・HTTP)を取り違えない。
常時稼働=EC2/イベント駆動・スパイク=Lambda
③インスタンスストアは揮発性(停止で消える)——永続用途に使わない。
④EBS は同一 AZ のインスタンスに接続(AZ をまたがない)。

補足

Q. EC2 と Lambda はどちらを使う? 常時稼働・細かい制御は EC2、断続的・イベント駆動で運用最小化なら Lambda。Q. EBS と EFS と S3 の違いは? EBS=1台に接続するブロック、EFS=複数から共有するファイル、S3=HTTP でアクセスするオブジェクト。Q. インスタンスストアは? 高速だが揮発性(停止で消える)一時領域。永続データには EBS/S3。

試験ポイント

「常時稼働=EC2」「イベント駆動/スパイク=Lambda」「コンテナ=ECS/EKS/Fargate」、ストレージは 「1 台=EBS」「共有ファイル=EFS」「オブジェクト/静的=S3」「一時・揮発=インスタンスストア」 の対応が頻出です。

3.1.2その他の主要 in-scope サービス(機械学習・ストレージ)

高性能なアプリでは、用途特化のマネージド AI/ML や、EC2 のディスク以外のストレージ選択肢も押さえます。学習・推論基盤の中核は Amazon SageMaker AI:機械学習モデルの構築・学習・デプロイを一気通貫で行うマネージドサービスで、自前で ML 基盤を運用したくないときに選びます。次は学習不要で API 呼び出しだけで使える学習済み AI サービスです。Amazon Comprehend はテキストから感情・キーフレーズ・エンティティを抽出する自然言語処理。Amazon Kendra は社内文書に対する自然言語の全文検索(エンタープライズ検索)。Amazon Polly はテキストを音声に変換する音声合成。Amazon Rekognition は画像・動画の物体/顔/不適切コンテンツ検出。Amazon Textract はスキャン文書から文字・表・帳票フィールドを抽出する OCR。Amazon Transcribe は音声を文字起こし(音声からテキスト)。Amazon Translate は多言語の機械翻訳。いずれも自前モデルを学習させず、定番の AI タスクを即座に組み込みたいときに選びます。

ストレージでは、EBS/EFS/S3 以外に次の 2 つが頻出です。Amazon FSxフルマネージドの共有ファイルシステムで、Windows ファイルサーバー(SMB)や高性能計算向けの Lustre など、特定プロトコル/用途のファイル共有が要るときに選びます。AWS Storage Gatewayオンプレミスと AWS をつなぐハイブリッドストレージで、オンプレのアプリから NFS/SMB/iSCSI で見えるボリュームの実体を S3 等に置き、バックアップやデータ階層化を AWS 側へ寄せたいときに選びます。

やりたいことサービス
ML モデルを構築・学習・デプロイAmazon SageMaker AI
テキストの感情/エンティティ抽出(NLP)Amazon Comprehend
社内文書の自然言語検索Amazon Kendra
テキストから音声 / 音声からテキストAmazon Polly / Amazon Transcribe
画像/動画の解析・OCRAmazon Rekognition / Amazon Textract
多言語翻訳Amazon Translate
マネージド共有ファイル(SMB/Lustre)Amazon FSx
オンプレと AWS のハイブリッドストレージAWS Storage Gateway

3.1.3この節のまとめ

  • コンピュート:EC2(常時/制御)/Lambda(イベント駆動/サーバーレス)/コンテナ(ECS/EKS/Fargate)
  • ストレージ:EBS(1台/ブロック)/EFS(共有/ファイル)/S3(オブジェクト)/インスタンスストア(揮発)

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理解度チェック

(軽い確認用)

Q1. イベント駆動で断続的に実行され、サーバー管理が不要なコンピュートはどれですか?

Q2. 複数の EC2 から同時にマウントして共有できるストレージはどれですか?

Q3. 高い耐久性を持ち、静的ファイルやバックアップの保存に適したストレージはどれですか?

理解度を確認第3章「高性能なアーキテクチャの設計」の問題を解く