【GCP】Googleクラウドの提供するデータベース。RDBからNoSQLまで！全部言える？

はじめに

Google Cloudが提供する多様なデータベースサービスについて解説します。リレーショナルデータベースからNoSQL、インメモリデータベースまで、用途に応じた選択肢を詳しく説明します。

データベースとは

データベースの基本概念

データベースは、構造化されたデータを効率的に保存・管理・検索するためのシステムです。

データベースの種類

タイプ	説明	例
リレーショナル（RDB）	テーブル形式、SQL	MySQL, PostgreSQL
NoSQL	柔軟なスキーマ	MongoDB, Cassandra
キーバリュー	シンプルなKV形式	Redis, Memcached
ドキュメント	JSON形式のドキュメント	Firestore, MongoDB
グラフ	ノードとエッジで関係を表現	Neo4j
時系列	時間ベースのデータ	InfluxDB

RDBとNoSQLの比較

項目	RDB	NoSQL
スキーマ	固定	柔軟
スケール	垂直（スケールアップ）	水平（スケールアウト）
整合性	強整合性（ACID）	結果整合性（BASE）
クエリ	SQL	各DBの独自API
用途	トランザクション重視	大規模データ、柔軟性重視

Google Cloudのデータベースサービス

データベースサービス一覧

各サービスの位置づけ

サービス	タイプ	特徴	用途
Cloud SQL	RDB	MySQL/PostgreSQL/SQL Server	一般的なWebアプリ
AlloyDB	RDB	PostgreSQL互換、高性能	分析・トランザクション混合
Cloud Spanner	RDB	グローバル分散、強整合性	グローバルアプリ
Firestore	NoSQL	ドキュメント型、リアルタイム	モバイル/Web
Bigtable	NoSQL	大規模、低遅延	IoT、時系列データ
Memorystore	インメモリ	Redis/Memcached	キャッシュ、セッション

選択のガイドライン（一例）

Cloud SQL

Cloud SQLとは

Cloud SQLは、MySQL、PostgreSQL、SQL Serverをサポートするフルマネージドリレーショナルデータベースサービスです。

Cloud SQLの特徴

特徴	説明
フルマネージド	パッチ適用、バックアップ自動化
高可用性	リージョン内フェイルオーバー
スケーラビリティ	読み取りレプリカで読み取り分散
セキュリティ	自動暗号化、VPC接続
統合	Cloud Run、GKE、App Engineと連携

接続方法

方法	説明	セキュリティ
Cloud SQL Proxy	認証付きプロキシ	高
プライベートIP	VPC内接続	高
パブリックIP	インターネット経由	中（SSL必須）

2024年のアップデート

• PostgreSQL、MySQLのメジャーバージョンアップグレードツールの提供
• HA構成でのネットワークアーキテクチャ更新
• 各種パフォーマンス改善

AlloyDB

AlloyDBとは

AlloyDBは、PostgreSQL互換のフルマネージドデータベースで、標準PostgreSQLの4倍のトランザクション性能と100倍の分析クエリ性能を提供します。

AlloyDBの特徴

特徴	説明
高性能	トランザクション4x、分析100x高速
PostgreSQL互換	既存アプリをそのまま移行可能
AI統合	Vertex AIとのネイティブ統合
可用性	99.99% SLA
自動スケーリング	ストレージの自動拡張

AlloyDB vs Cloud SQL

項目	Cloud SQL	AlloyDB
パフォーマンス	標準	非常に高い
分析クエリ	標準	100x高速
AI機能	なし	Vertex AI統合
料金	低い	高い
用途	一般的なワークロード	高性能要件

AI/ML機能

AlloyDBはVertex AIと統合されています：

• pgvector拡張：ベクトル検索のサポート
• ML関数：SQLからML予測を実行
• 時系列予測：2025年にプレビュー提供開始

Cloud Spanner

Cloud Spannerとは

Cloud Spannerは、グローバルに分散しながらも強整合性を保証する唯一のリレーショナルデータベースです。

Cloud Spannerの特徴

特徴	説明
グローバル分散	世界中にデータを分散配置
強整合性	分散環境でもACID準拠
無制限スケール	ノード追加で水平スケール
高可用性	99.999% SLA
標準SQL	標準インターフェース

TrueTime

Cloud Spannerは、Googleが開発したTrueTime APIを使用して、グローバルな時刻同期を実現しています。

これにより：

• 分散トランザクションの一貫性を保証
• 外部一貫性（External Consistency）を実現

ユースケース

用途	説明
グローバルアプリ	世界中のユーザーに低遅延アクセス
金融システム	厳格なACID要件
ゲーム	グローバルランキング、アイテム管理
小売	在庫管理、注文処理

料金モデル

リソース	課金単位
Processing Units	時間単位
ストレージ	GB/月
ネットワーク	外向きトラフィック

NoSQLデータベース

Firestore

Firestoreは、サーバーレスのドキュメント指向NoSQLデータベースです。

特徴：

• リアルタイムリスナーでデータ変更を即座に反映
• オフラインでもローカルデータにアクセス可能
• Firebaseとの完全な統合
• 自動スケーリング

Cloud Bigtable

Cloud Bigtableは、ペタバイト規模のデータを低遅延で処理できるNoSQLデータベースです。

特徴：

• ペタバイト規模のデータを処理
• 一貫した低遅延（ミリ秒単位）
• Apache HBase API互換
• 時系列データに最適

ユースケース：

用途	説明
IoT	センサーデータの収集・分析
金融	取引履歴、リスク分析
広告	クリックストリーム分析
時系列分析	メトリクス、ログデータ

FirestoreとBigtableの比較

項目	Firestore	Bigtable
スケール	中規模	大規模（PB）
遅延	低い	非常に低い
クエリ	柔軟	行キーベース
リアルタイム	あり	なし
オフライン	あり	なし
用途	モバイル/Web	IoT/分析

Memorystore

Memorystoreとは

Memorystoreは、RedisとMemcachedをサポートするフルマネージドインメモリデータストアサービスです。

サポートするエンジン

エンジン	特徴
Redis	データ永続化、リッチなデータ型
Memcached	シンプルなキャッシュ

Memorystore for Redisの特徴

特徴	説明
フルマネージド	パッチ、監視、フェイルオーバー自動化
高可用性	リージョン内レプリケーション
スケーラビリティ	最大300GBまでスケール
セキュリティ	VPC内アクセス、暗号化

ユースケース

用途	説明
キャッシング	データベースクエリ結果をキャッシュ
セッション管理	Webアプリのセッション保存
リアルタイムランキング	ソート済みセット機能
Pub/Sub	メッセージング
レート制限	API呼び出し制限

Memorystore for Redis Cluster

大規模なワークロード向けに、Redis Clusterも提供されています：

• 最大64シャードまでスケール
• 自動シャーディング
• 高スループット

まとめ

この記事では、データベースサービスについて以下の内容を学びました：

• データベースはRDB、NoSQL、インメモリなど多様な種類がある
• Cloud SQLは一般的なWebアプリ向けのマネージドRDB
• AlloyDBはPostgreSQL互換の高性能データベース
• Cloud Spannerはグローバル分散で強整合性を実現
• Firestoreはモバイル/Web向けドキュメントNoSQL
• Bigtableは大規模時系列データ向けNoSQL
• Memorystoreはキャッシュ/セッション管理向けインメモリDB

参考リンク

• Cloud SQL ドキュメント
• AlloyDB ドキュメント
• Cloud Spanner ドキュメント
• Firestore ドキュメント
• Bigtable ドキュメント
• Memorystore ドキュメント