EFI (E xtensible F irmware I nterface) — интерфейс по централизации оборудования в момент включения системы. Регулирует процессы, происходящие между операционной системой и микропрограммами, осуществляющими управление низкоуровневыми функциями оборудования. EFI загружает компьютер, а впоследствии передает управление загрузчику операционной системы. Является логической заменой интерфейса BIOS , традиционно исользующегося IBM PC-совместимыми компьютерами.
Компания Intel разработала первую спецификацию EFI. Позднее, интерфейс поменял название: последняя версия стандарта именуется UEFI (U nified E xtensible F irmware I nterface). На сегодняшний день, стандарт UEFI разрабатывается ассоциацией Unified EFI Forum.
Стандарт EFI имеет поддержку графического меню, а также некоторых дополнительных возможностей (к примеру, Aptio или Great Wall UEFI).
История
Первоначально, стандарт EFI предназначался для использования в первых системах Intel-HP Itanium, появившихся в середине 90-х годов. Те ограниченные возможности, которые демонстрировал PC-BIOS (16-битный код, адресуемая память 1 Мбайт, ограничения аппаратного характера IBM PC/AT и прочее) были неприемлемы для использования в больших серверных платформах, а ведь Itanium планировался именно для таковых.
Примечательно, что EFI изначально носил название Intel Boot Initiative , это уже позже он был переименован.
Спецификации
История стандарта EFI началась с выхода версии 1.01, но она не увидела широкого применения, посколько была быстро снята с рынка в связи с юридическими проблемами, связанными с использованием торговой марки.
Поздее, 1 декабря 2002 года была представлена версия EFI 1.10, включавшая в себя модель драйвера EFI, а также несколько «косметических» улучшений, в сравнении с версией 1.02.
В 2005 году компания Intel отнесла спецификацию EFI к организации UEFI Forum, которая впоследствии стала отвечать за дальнейшее развитие интерфейса. Тогда же стандарт EFI был переименован в Unified EFI (UEFI), для того, чтобы подчеркнуть произошедшее изменение. Примечательно, что, несмотря на смену названия, в большинстве документов по сей день свободно применяются оба термина.
7 января 2007 года организация UEFI Forum выпустила версию 2.1 UEFI, в которой была внедрена улучшенная криптография, функция установления подлинности сети, а также обновленная архитектура пользовательского интерфейса.
Интерфейс EFI содержит в себе таблицы, в которых включено множество различных данных: информация о платформе, загрузочные и runtime-сервисы, доступные для загрузчика операционной системы и самой операционной системы. Некоторые расширения BIOS (ACPI или SMBIOS) также включены в EFI - в них не обязателен 16-разрядный runtime-интерфейс.
Сервисы
EFI определяет сервисы загрузки, включающие поддержку:
- текстовой и графической консоли;
- блоков;
- файловых сервисов;
также интерфейс определяет runtime-сервисы (дата, время и память).
Драйверы устройств
Стандарт EFI, помимо стандартных, архитектурно-зависимых драйверов, определяет также и независимую от платформы среду драйверов. эта среда носит название EFI Byte Code (EBC). Спецификация UEFI требует от системного программного обеспечения интерпретатор для любых образов EBC, загруженных (фактически или потенциально) в среду.
Так, EBC вполне можно соотнести с независимым от аппаратных средств Open Firmware, используемым в Apple Macintosh и Sun Microsystems SPARC компьютерах.
Часть архитектурно-зависимых типов драйверов EFI может оснащаться интерфейсами для использования операционной системы, что дает возможность самой операционной системе применять EFI в качестве базовой поддержки графики и сети до загрузки драйверов.
Менеджер загрузки
Менеджер загрузки EFI применяется в целях выбора и последующей загрузки операционной системы. Так, потребность в определенном алгоритме загрузки исключена: загрузчик является приложением EFI.
Поддержка дисков
Вдобавок к стандартному методу разметки дисков (MBR), EFI обладает поддержкой GUID Partition Table (GPT). Эта схема свободна от каких-либо специфических для MBR ограничений. Стандарт EFI не содержит в себе описание для файловых систем, но реализации EFI, как правило, имеют поддержку файловой системы FAT32 .
Оболочка
Открытая среда оболочки стандарта позволяет пользователю загружать ее в целях произведения определенных операций. Это гораздо удобнее: пользователь избавлен от загрузки непосредственно самой операционной системы. Оболочка является простым приложением EFI, которое может храниться в ПЗУ платформы (либо на отдельном устройстве, драйверы которого расположены в ПЗУ).
Кроме того, пользователь может применять оболочку и для выполнения иных приложений EFI (например, настройка или установка операционной системы, либо же диагностика, конфигурация или обновление прошивки). Также в функции оболочки входит проигрывание CD/DVD-носителей, без загрузки операционной системы. Кроме того, оболочка EFI позволяет командно произвести операции копирования или перемещения файлов и каталогов, при условии, что работа производится в поддерживаемых файловых системах. Можно также осуществлять загрузку/выгрузку драйверов. Ну, и наконец, оболочка может использовать полный TCP/IP стек.
Оболочка EFI имеет поддержку сценариев в виде файлов с расширением .nsh (аналог пакетного файла в DOS).
Названия команд зачастую заимствуются от интерпретаторов командной строки (COMMAND.COM или Unix shell). Оболочка EFI в полной степени может выступать альтернативой и полноценным аналогом интерпретатора командной строки, либо текстового интерфейса BIOS.
Расширения
Расширения EFI загружаются почти с любого энергонезависимого устройства хранения данных, которое подключено к ПК.
Реализация
Intel Platform Innovation Framework
Intel Platform Innovation Framework («инновационный инструментарий Intel») представляет собой набор спецификаций, выпущенных компанией Intel при сотрудничестве с EFI. В данном случае, EFI определяет интерфейс между операционной системой и аппаратно-программным обеспечением, а на инструментарий возлагается определение применяемой для создания встраиваемого программного обеспечения структуры. Это определение производится на более низком уровне, в сравнении с функциями, заложенными в EFI.
К примеру, в инструментарий входят все этапы, которые необходимо преодолеть для корректной инициализации компьютера с момента включения. Такие внутренние возможности интегрированного программного обеспечения не являются частью спецификации EFI, однако они включены в разработанную ассоциацией UEFI спецификацию инициализации платформы (Platform Initialization Specification). Данный инструментарий опробован на платформах XScale, Itanium и IA-32.
Совместимость с операционной системой, в случае с платформой x86, достигается благодаря применению модуля поддержки совместимости (CSM), содержащего в себе 16-битную программу (CSM16), которая реализуется производителем BIOS. Также в нее входит специальный слой, в функции которого входит связь CSM16 с инструментарием.
Компания Intel является автором уникальной реализации для инструментария, имеющей кодовое название «Tiano». Это полная реализация встраиваемого программного обеспечения с поддержкой EFI. В ней отсутствует традиционная 16-битная часть CSM, однако она обеспечивает интерфейсы, которые необходимы для дополнений, реализуемых изготовителями BIOS. Компания Intel не распространяет полную реализацию Tiano среди конечных пользователей. Часть этой реализации была выпущена в виде исходных текстов TianoCore проекта, подобно EFI Developer Kit (EDK). Данная реализация включает EFI и часть кода инициализации аппаратных средств, но вместе с тем, в ней скрыты характерные особенности самого встраиваемого программного обеспечения.
Построенные на стандарте EFI продукты можно приобрести через независимых производителей BIOS (к примеру, American Megatrends (AMI) и Insyde Software). Часть реализаций полностью основана на Tiano, другая часть - соответствует спецификациям, однако не строится на реализации Intel.
Платформы, применяющие EFI; сопутствующий инструментарий
В 2000 году, компания Intel разработала системы, построенные на платформе Itanium. Они имели поддержку EFI 1.02.
В 2002 году, компания Hewlett-Packard выпустила системы, построенные на платформе Itanium 2. Они имели поддержку версии EFI 1.10, и имели возможность загружать операционные системы Windows, Linux, FreeBSD и HP-UX.
Системы Itanium или Itanium 2, выпускаемые вместе с интегрированным EFI-совместимым программным обеспечением, обязаны соответствовать спецификации DIG64.
В ноябре 2003 года, компания Gateway обнародовала систему Gateway 610 Media Center, которая являлась первой x86-системой, построенной на базе Windows. В ней использовалось встраиваемое программное обеспечение, которое было основано на инструментарии, InsydeH2O от Insyde Software. Поддержка BIOS реализовывалась благодаря модулю поддержки совместимости (CSM).
Январь 2006 года, компания Apple представляет свои первые ПК Macintosh, построенные на платформе Intel. Системы применяют EFI и сопутствующий инструментарий, взамен Open Firmware, который применяли на предыдущих системах PowerPC-платформы.
5 апреля 2006 года, компания Apple представляет продукт Boot Camp, являющийся стандартным пакетом, позволяющим создавать диск с драйверами Windows XP. Кроме того, новый пакет содержал в себе инструмент разметки дисков, позволяющий установить Windows XP, оставив при этом работоспособным действующий Mac OS X. Кроме того, вышло обновление встраиваемого программного обеспечения. В нем была добавлена поддержка BIOS для реализации EFI. Последующие линейки моделей компьютеров Macintosh выпускались с обновленным и встраиваемым программным обеспечением. Так, на сегдняшний день, все компьютеры Macintosh имеют возможность загружать BIOS-совместимые операционные системы.
Фирменные «интеловские» системные платы производятся, в основном, со встраиваемым программным обеспечением, построенным на основе инструментария (к примеру, DP35DP). Так, в 2005 году было выпущено свыше 1 млн. систем Intel. Производство новых сотовых телефонов, настольных ПК и серверов, работающих на инструментарии, стартовало в 2006 году. Вот, например, все системные платы, построенные на наборе системной логики Intel 945, применяют в своей работе инструментарий. Впрочем, во встраиваемом программном обеспечении, как правило, не включена поддержка EFI, оно ограничивается лишь поддержкой BIOS.
С 2005 года стандарт EFI стали внедрять в не-ПК архитектуры (например, встраиваемые системы, построенные на базе XScale). В EDK включена отдельная цель NT32, допускающая встраиваемое программное оебспечение EFI и его приложения в приложения Windows. В 2007 году компанией Hewlett-Packard был представлен принтер серии 8000. Это был первый принтер, оснащенный встраиваемым программным обеспечением, совместимым с EFI. В 2008 году компанией MSI была представлена линейка системных плат, построенных на чипсете Intel P45, они обладали поддержкой EFI.
Операционные системы
- С 2000-х годов, операционные системы GNU/Linux нередко применяли EFI для загрузки.
- С 2002 года, операционные системы HP-UX стали применять EFI в качестве загрузочного механизма в системах, построенных на платформе IA-64. Операционные системы OpenVMS применяли стандарт с начала 2005 года.
- Компания Apple взяла на вооружение стандарт EFI, выпустив линейку компьютеров, построенных на архитектуре Intel. Mac OS X 10.4 (Tiger) для Intel и Mac OS X 10.5 (Leopard) имели поддержку EFI v1.10 не только в 32-разрядном режиме, но и в 64-разрядных центральных процессорах. Так, посредством загрузчика EFI, установка Microsoft Windows 7 на компьютеры Apple осталась невозможной, поскольку этой операционной системе необходимо наличие UEFI или еще более новой версии.
- Microsoft Windows имеет поддержку EFI для 64-разрядных архитектур. Компания Microsoft отмечает, что отсутствие поддержки EFI на 32-разрядных центральных процессорах возникла ввиду недостаточного участия со стороны производителей ПК. Миграция Microsoft к 64-разрядным операционным системам не позволяет использовать EFI 1.10, поскольку 64-разрядные расширения не поддерживаются окружением процессора. Поддержка x86-64 включена в UEFI 2.0. Itanium версии Windows 2000 (Advanced Server Limited Edition и Datacenter Server Limited Edition) имеют поддержку EFI 1.1.Windows Server 2003 для IA-64, 64-разрядная версия Windows XP и Windows 2000 Advanced Server Limited Edition, заточенные специально под семейство процессоров Intel Itanium, имеют поддержку EFI, определенную для данной платформы спецификацией DIG64. Разработчики компании Microsoft внедрили поддержку UEFI в 64-разрядных операционных системах Windows начиная с Windows Server 2008 и Windows Vista Service Pack 1.
Недостатки
Стандарт EFI попал под оглушительные шквалы критики за усложнение системы. Многие эксперты отмечали, что EFI не дает операционной системе ключевых преимуществ, но при этом существенно ее усложняет. Кроме того, в пользу EFI произошел отказ от альтернативных реализаций BIOS, обладающих полностью открытыми исходными текстами (OpenBIOS и coreboot).
В сентябре 2011 года компанией Microsoft было объявлено, что условия сертификации совместимых с Microsoft Windows 8 компьютеров могут привести к последующему производству устройств, которые не под каким предлогом не будут поддерживать какую‐либо другую операционную систему. Компания Microsoft пояснила, что поставщиками может быть реализована возможность добавления других подписей. Чуть позднее это было сделано обязательным требованием сертификации. Впрочем, что касается устройств на ARM, то в их случае требование следующее: полностью отключить функцию «безопасной загрузки». В таком случае, установка других операционных систем также перестает быть возможной.
Многие пользователи считают, что компьютер загружает при помощи операционной системы, но на самом деле это верно только отчасти. В этом материале вы узнаете, как же на самом деле происходит загрузка ПК, и познакомитесь с такими важными понятиями, как BIOS, CMOS, UEFI и другими.
Вступление
Для многих людей работа с компьютером начинается после загрузки операционной системы. И это не удивительно, так как подавляющее большинство времени, современные ПК действительно используются при помощи удобной графической оболочки Windows или любой другой ОС. В этой, дружелюбной для нас среде, мы не только запускаем программы, приложения или игры, но и осуществляем настройки, а так же конфигурирование параметров системы под собственные нужды.
Но, не смотря на всю свою мультифункциональность, операционная система может не все, а в некоторых ключевых моментах, и вовсе попросту бессильна. В частности, это касается начальной загрузки компьютера, которая происходит полностью ее без участия. Более того, от успеха этой процедуры во многом зависит запуск самой ОС, который может и не произойти в случае возникновения проблем.
Для кого-то это может быть новостью, но в действительности Windows не отвечает за загрузку компьютера «от и до», она лишь продолжает ее на определенном этапе и заканчивает. Ключевым же игроком здесь выступает совершенно другая микропрограмма - BIOS, о назначении и основных функциях которой мы поговорим в этом материале.
Что такое BIOS и зачем она нужна
Ключевыми компонентами любого компьютерного устройства является связка процессора и оперативной памяти, и это неспроста. Процессор по праву называют сердцем и мозгом любого ПК, так как на него возложены все главные математические операции. При этом все команды и данные для вычислений, ЦПУ может брать только из оперативной памяти. Туда же он отправляет и результаты своей работы. С любыми другими хранилищами информации, например, с жесткими дисками, процессор напрямую не взаимодействует.
Вот здесь и кроется основная проблема. Для того, что бы процессор смог начать выполнять команды операционной системы, они должны находиться в ОЗУ. Но во время включения ПК оперативная память пуста, так как является энергозависимой и не может хранить информацию, когда компьютер выключен. При этом сами по себе, без участия системы, компьютерные устройства поместить нужные данные в память не могут. И здесь мы сталкиваемся с парадоксальной ситуацией. Получается, что для того чтобы загрузить ОС в память, операционная система уже должна быть в оперативной памяти.
Для разрешения данной ситуации, еще на заре эры персональных компьютеров, инженеры IBM предложили использовать специальную небольшую программу, получившую название BIOS, иногда называемую начальным загрузчиком.
Слово BIOS (БАйОС) является аббревиатурой от четырех английских слов Basic Input/Output System, что в переводе на русский означает: «Базовая система ввода/вывода». Такое название получил набор микропрограмм, отвечающих за работу базовых функций видеоадаптеров, дисплеев, дисковых накопителей, дисководов, клавиатур, мышей и других основных устройств ввода/вывода информации.
Основными функциями BIOS являются начальный запуск ПК, тестирование и первичная настройка оборудования, распределение ресурсов между устройствами и активация процедуры загрузки операционной системы.
Где хранится BIOS и что такое CMOS
С учетом того, что BIOS отвечает за самый начальный этап загрузки компьютера вне зависимости от его конфигурации, то эта программа должна быть доступна для базовых устройств сразу же после нажатия на кнопку включения ПК. Именно поэтому она хранится не на жестком диске, как большинство обычных приложений, а записывается в специальную микросхему флэш-памяти, расположенную на системной плате. Таким образом, доступ к BIOS и запуск компьютера возможен даже в том случае, если к ПК вообще не подключены никакие носители информации.
В самых первых компьютерах для хранения BIOS использовались микросхемы постоянной памяти (ПЗУ или ROM), запись на которые самого кода программы единожды осуществлялась на заводе. Несколько позже стали использовать микросхемы EPROM и EEROM, в которых имелась возможность в случае необходимости осуществлять перезапись BIOS, но только с помощью специального оборудования.
В современных же персональных компьютерах BIOS хранится в микросхемах, созданных на основе флэш-памяти, перезаписывать которые можно с помощью специальных программ прямо на ПК в домашних условиях. Такая процедура обычно называется перепрошивкой и требуется для обновления микропрограммы до новых версий или ее замены в случае повреждения.
Многие микросхемы BIOS не распаивается на материнской плате, как все остальные компоненты, а устанавливаются в специальный небольшой разъем, что позволяет заменить ее в любой момент. Правда, данная возможность вряд ли вам может пригодиться, так как случаи, требующие замены микросхемы BIOS очень редки и практически не встречаются среди домашних пользователей.
Флэш-память для хранения BIOS может иметь различную емкость. В прежние времена этот объем был совсем небольшим и составлял не более 512 Кбайт. Современные же версии программы стали несколько больше и имеют объем в несколько мегабайт. Но в любом случае на фоне современных приложений и мультимедийных файлов это просто мизер.
В некоторых продвинутых системных платах, производители могут установить не одну, а сразу две микросхемы BIOS - основную и резервную. В этом случае, если что-то произойдет с основным чипом, то компьютер будет загружаться с резервного.
Помимо флэш-памяти, в которой хранится сама BIOS, на системной плате существует и еще один вид памяти, который предусмотрен для хранения настроек конфигурации этой программы. Изготавливается он с применением комплементарного метало-оксидного полупроводника или CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Именно этой аббревиатурой и называют специализированную память, в которой содержаться данные о запуске компьютера, используемые BIOS.
CMOS-память питается от батарейки, установленной на материнской плате. Благодаря этому, при отключении компьютера от розетки все настройки BIOS сохраняются. На старых компьютерах функции CMOS-памяти были возложены на отдельную микросхему. В современных же ПК она является частью чипсета.
Процедура POST и первоначальная загрузка ПК
Теперь давайте посмотрим, как же выглядит начальный процесс загрузки компьютера, и какую роль в нем играет BIOS.
После нажатия кнопки включения компьютера, первым запускается блок питания, начиная подавать напряжение на материнскую плату. Если оно в норме, то чипсет дает команду на сброс внутренней памяти центрального процессора и его запуск. После этого процессор начинает последовательно считывать и выполнять команды, записанные в системной памяти, роль которой выполняет как раз микросхема BIOS.
В самом начале процессор получает команду на проведение самотестирования компонентов компьютера (POST - Power-On Self-Test). Процедура POST включает в себя несколько этапов, прохождение большинства которых вы можете наблюдать на экране ПК сразу после его включения. Последовательность происходящего перед началом загрузки операционной системы такова:
1. Сначала происходит определение основных системных устройств.
3. Третий шаг - настройка набора системной логики, или проще говоря, чипсета.
4. Затем происходит поиск и определение видеокарты. Если в компьютере установлен внешний (самостоятельный) видеоадаптер, то он будет иметь собственную BIOS, которую основная системная BIOS будет искать в определенном диапазоне адресов памяти. Если внешний графический адаптер будет найден, то первое, что вы увидите на экране, будет изображение с названием видеокарты, сформированное ее BIOS.
5. После нахождения графического адаптера, начинается проверка целостности параметров BIOS и состояния батарейки. В этот момент на экране монитора одна за другой начинают появляться те самые таинственные белые надписи, вызывающие трепет у неопытных пользователей из-за непонимания происходящего. Но на самом деле ничего сверхъестественного в этот момент не происходит, в чем вы сами сейчас убедитесь. Первая, самая верхняя надпись, как правило, содержит логотип разработчиков BIOS и информацию об ее установленной версии.
6. Затем запускается тестирование центрального процессора, по окончании которого на дисплей выводятся данные об установленном чипе: название производителя, модели и его тактовая частота.
7. Следом начинается тестирование оперативной памяти. Если все проходит удачно, то на экран выводится общий установленный объем ОЗУ с надписью ОК.
8. По окончанию проверки основных компонентов ПК, начинается поиск клавиатуры и тестирование других портов ввода/вывода. В некоторых случаях, на этом этапе загрузка компьютера может остановиться, если системе не удастся обнаружить подключенную клавиатуру. При этом на экран сразу же будет выведено об этом предупреждение.
9. Далее начинается определение подключенных к компьютеру накопителей, включая оптические приводы, жесткие диски и флэш-диски. Сведения о найденных устройствах выводятся на экран. В том случае, если на системной плате установлено несколько контроллеров от разных производителей, то процедура их инициализации может быть отображена на разных экранах.
Экран определения контроллера Serial ATA, имеющего собственный BIOS, с выводом всех подключенных к нему устройств.
10. На завершающем этапе осуществляется распределение ресурсов между найденными внутренними устройствами ПК. В старых компьютерах, после этого осуществляется вывод на дисплей итоговой таблицы со всем обнаруженным оборудованием. В современных машинах таблица на дисплей уже не выводится.
11. Наконец, если процедура POST прошла успешно, BIOS начинает поиск в подключенных накопителях Главной Загрузочной Области (MBR), где содержатся данные о запуске операционной системы и загрузочном устройстве, которому необходимо передать дальнейшее управление.
В зависимости от установленной на компьютер версии BIOS, прохождение процедуры POST может проходить с небольшими изменениями от вышеописанного порядка, но в целом, все основные этапы, которые мы указали, будут выполняться при загрузке каждого ПК.
Программа настройки BIOS
BIOS является конфигурируемой системой и имеет собственную программу настройки некоторых параметров оборудования ПК, называемую BIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility . Вызывается она нажатием специальной клавиши во время проведения процедуры самотестирования POST. В настольных компьютерах чаще всего для этой цели используется клавиша Del, а в ноутбуках F2.
Графический интерфейс утилиты конфигурирования оборудования очень аскетичен и практически не изменился с 80-ых годов. Все настройки здесь осуществляются только с помощью клавиатуры - работа мыши не предусмотрена.
CMOS/BIOS Setup имеет массу настроек, но к наиболее востребованным, которые могут понадобиться рядовому пользователю, можно отнести: установку системного времени и даты, выбор порядка загрузочных устройств, включение/отключение встроенного в материнскую плату дополнительного оборудования (звуковых, видео или сетевых адаптеров), управление системой охлаждения и мониторинг температуры процессора, а так же изменение частоты системной шины (разгон).
У различных моделей системных плат, количество настраиваемых параметров BIOS может сильно разниться. Наиболее широкий спектр настроек обычно имеют дорогие системные платы для настольных ПК, ориентированные на энтузиастов, любителей компьютерных игр и разгона. Самый же скудный арсенал, как правило, у бюджетных плат, рассчитанных на установку в офисные компьютеры. Так же не блещут разнообразием настроек BIOS подавляющее большинство мобильных устройств. Более подробно о различных настройках BIOSи их влиянии на работу компьютера мы поговорим в отдельном материале.
Разработка BIOS и обновление
Как правило, практически для каждой модели системной платы разрабатывается собственная версия BIOS, в которой учитываются ее индивидуальные технические особенности: тип используемого чипсета и виды распаянного периферийного оборудования.
Разработку BIOS можно разделить на два этапа. Сначала создается базовая версия микропрограммы, в которой реализовываются все функции, вне зависимости от модели чипсета. На сегодняшний день, разработкой подобных версий занимаются в основном компании American Megatrends (AMIBIOS) и Phoenix Technologies, поглотившую в 1998 году тогдашнего крупного игрока на этом рынке - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).
На втором этапе, к разработке BIOS подключаются производители материнских плат. В этот момент базовая версия модифицируется и совершенствуется для каждой конкретной модели платы, с учетом ее особенностей. При этом после выхода системной платы на рынок, работа над ее версией BIOS не останавливается. Разработчики регулярно выпускают обновления, в которых могут быть исправлены найденные ошибки, добавлена поддержка нового оборудования и расширены функциональные возможности программы. В некоторых случаях обновление BIOS позволяет вдохнуть вторую жизнь в, казалось бы, уже устаревшую материнскую плату, например, добавляя поддержку нового поколения процессоров.
Что такое UEFI BIOS
Базовые принципы работы системной BIOS для настольных компьютеров были сформированы в далеких 80-ых годах прошлого века. За прошедшие десятилетия компьютерная индустрия бурно развивалась и за это время постоянно случались ситуации, когда новые модели устройств оказывались несовместимыми с определенными версиями BIOS. Что бы разрешать эти проблемы, разработчикам постоянно приходилось модифицировать код базовой системы ввода/вывода, но в итоге целый ряд программных ограничений так и остался неизменным со времен первых домашних ПК. Такая ситуация привела к тому, что BIOS в своем классическом варианте окончательно перестал удовлетворять требованиям современного компьютерного железа, мешая его распространению в массовом секторе персоналок. Стало понятно, что необходимо что-то менять.
В 2011 году, с запуском в производство материнских плат для процессоров Intel поколения Sandy Bridge, устанавливающихся в разъем LGA1155, началось массовое внедрение нового программного интерфейса для начальной загрузки компьютера - UEFI.
На самом деле первая версия данной альтернативы обычной BIOS была разработана и успешно использована компанией Intel в серверных системах еще в конце 90-ых годов. Тогда, новый интерфейс для начальной загрузки ПК назывался EFI (Extensible Firmware Interface), но уже в 2005 году его новая спецификация получила название UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). На сегодняшний день эти две аббревиатуры считаются синонимами.
Как видите, производители системных плат не особо спешили переходить к новому стандарту, до последнего пытаясь совершенствовать традиционные вариации BIOS. Но очевидная отсталость этой системы, включая ее 16-битный интерфейс, не возможность использовать более 1 Мб адресного пространства памяти, отсутствие поддержки накопителей объемом более 2 Тб и другие постоянные неразрешимые проблемы совместимости с новым оборудованием все же стали серьезным аргументом для перехода на новое программное решение.
Какие же изменения принес с собой новый загрузочный интерфейс, предложенный Intel и в чем его отличия от BIOS? Как и в случае с BIOS, основной задачей UEFI является корректное определение оборудования сразу после включения ПК и передача управления компьютером операционной системе. Но при этом, перемены в UEFI настолько глубоки, что сравнивать ее с BIOS было бы просто некорректно.
BIOS - это практически неизменяемый программный код, вшитый в специальную микросхему и взаимодействующий напрямую с компьютерным оборудованием с помощью собственных программных средств. Процедура загрузки компьютера с помощью BIOS проста: сразу после включения компьютера производится проверка оборудования и загрузка простых универсальных драйверов для основных аппаратных компонентов. После этого BIOS находит загрузчик операционной системы и его активирует. Далее происходит загрузка ОС.
Систему UEFI можно назвать прослойкой между аппаратными компонентами компьютера, с их собственными микропрограммами-прошивками, и операционной системой, что позволяет ей так же выполнять функции BIOS. Но в отличие от BIOS, UEFI представляет собой модульный программируемый интерфейс, включающий тестовые, рабочие и загрузочные сервисы, драйверы устройств, протоколы коммуникаций, функциональные расширения и собственную графическую оболочку, что делает его похожим на сильно облегченную операционную систему. При этом пользовательский интерфейс в UEFI современен, поддерживает управление мышью и может быть локализован на несколько языков, включая русский.
Важным преимуществом EFI является ее кроссплатформенность и независимость от процессорной архитекторы. Спецификации этой системы позволяют работать ей практически с любой комбинацией чипов, будь то архитектура х86 (Intel, AMD) или ARM. Более того UEFI имеет прямой доступ ко всему аппаратному обеспечению компьютера и платформенно независимые драйверы, что дает возможность без запуска ОС организовать, например, выход в интернет или резервное копирование дисков.
В отличие от BIOS, код UEFI и вся ее служебная информация может храниться не только в специальной микросхеме, но и на разделах как внутренних, так и внешних жестких дисков, а так же сетевых хранилищах. В свою очередь, тот факт, что загрузочные данные могут размещаться на вместительных накопителях, позволяет за счет модульной архитектуры наделять EFI богатыми функциональными возможностями. Например, это могут быть развитые средства диагностики, или полезные утилиты, которые можно будет использовать как на этапе начальной загрузки ПК, так и после запуска ОС.
Еще одной ключевой особенностью UEFI является возможность работы с жесткими дисками огромных объемов, размеченных по стандарту GPT (Guid Partition Table). Последний не поддерживается ни одной модификацией BIOS, так как имеет 64-битные адреса секторов.
Загрузка ПК на базе UEFI, как и в случае с BIOS, начинается с инициализации устройств. Но при этом, данная процедура происходит гораздо быстрее, так как UEFIможет определять сразу несколько компонентов одновременно в параллельном режиме (BIOSинициализирует все устройства по очереди). Затем, происходит загрузка самой системы UEFI, под управлением которой выполняется какой-либо набор необходимых действий (загрузка драйверов, инициализация загрузочного накопителя, запуск загрузочных служб и т.д.), и только после этого осуществляется запуск операционной системы.
Может показаться, что такая многоступенчатая процедура должна увеличить общее время загрузки ПК, но на самом деле все происходит наоборот. С UEFI система запускается гораздо быстрее, благодаря встроенным драйверам и собственному загрузчику. В итоге, перед стартом, ОС получает исчерпывающую информацию об аппаратной начинке компьютера, что позволяет запускаться ей в течение нескольких секунд.
Несмотря на всю прогрессивность UEFI, все же существует ряд ограничений, сдерживающих активное развитие и распространение этого загрузчика. Дело в том, что для реализации всех возможностей нового загрузочного интерфейса требуется полноценная его поддержка со стороны операционных систем. На сегодняшний день в полной мере использовать возможности UEFI позволяет только Windows 8. Ограниченную поддержку нового интерфейса имеют 64-разрядные версии Windows 7, Vista и Linux на ядре 3.2 и выше. Так же возможности UEFI используются в загрузочном менеджере BootCamp компанией Apple в собственных системах Mac OS X.
Ну а как же происходит загрузка компьютера с UEFI, если на нем используются неподдерживаемая операционная система (WindowsXP, 32-битная Windows 7) или файловая разметка (MBR)? Для таких случаев в новый загрузочный интерфейс встроен модуль поддержки совместимости (Compatibility Support Module), по сути, представляющий из себя традиционную BIOS. Именно поэтому, можно видеть, как многие современные компьютеры, оснащенные системными платами с UEFI, загружается традиционным способом в режиме эмуляции BIOS. Чаше всего это происходит потому, что их владельцы продолжают использовать разделы HDD с традиционной MBR и не хотят переходить к разметке GPT.
Заключение
Совершенно очевидно, что, в отличие от традиционной BIOS, интерфейс UEFI способен на много большее, чем просто процесс загрузки. Возможность запуска рабочих сервисов и приложений, как на начальном этапе загрузки ПК, так и после запуска операционной системы открывает широкий спектр новых возможностей, как для разработчиков, так и конечных пользователей.
Но при этом говорить о полном отказе в ближайшее время от базовой системы ввода/вывода пока преждевременно. В первую очередь нужно вспомнить, что до сих пор большинство компьютеров находятся под управлением WindowsXP и 32-битной Windows 7, которые не поддерживаются UEFI. Да и жесткие диски, размеченные по стандарту GPT в большинстве своем можно встретить разве что в новых моделях ноутбуков на базе Windows 8.
Так что до тех пор, пока большинство пользователей в силу своих привычек или еще каких-либо причин, будут привязаны к старым версиям ОС и традиционным способам разметки винчестеров, BIOS так и будет оставаться основной системой для начальной загрузки компьютера.
Большинство современных компьютеров вместо привычной всем первичной системы ввода/вывода оснащается новейшим управляющим инструментом, получившим название UEFI. Что это такое, пока еще знают далеко не все пользователи компьютеров и ноутбуков. Далее будут рассмотрены некоторые важные аспекты, связанные с этой разработкой. Кроме того, кратко коснемся вопросов, касающихся инсталляции операционных систем через этот интерфейс с помощью загрузочных USB-носителей, а также определим, как отключить UEFI, если использование этой системы по каким-то причинам является нецелесообразным. Но для начала разберемся в первичном понимании того, что это за система.
UEFI: что это такое?
Многие пользователи привыкли к тому, что для настройки первичных параметров компьютерной системы еще до старта ОС нужно использовать BIOS. По сути, режим UEFI, который используется вместо BIOS, представляет собой практически то же самое, но сама система выстроена на основе графического интерфейса.
При загрузке этой системы, которую, кстати, многие называют своеобразной мини-ОС, сразу же обращает внимание на себя факт поддержки мыши и возможность установки для интерфейса регионального языка. Если пойти дальше, можно заметить, что, в отличие от BIOS, UEFI может работать с поддержкой сетевых устройств и отображать оптимальные режимы работы некоторых компонентов установленного оборудования.
Некоторые данную систему называют сдвоенным термином - BIOS UEFI. Хотя это и не противоречит логике программного-аппаратного обеспечения, тем не менее такое определение является несколько некорректным. Во-первых, UEFI является разработкой корпорации Intel, а BIOS-системы разрабатываются множеством других брендов, хотя кардинально между собой не отличаются. Во-вторых, BIOS и UEFI функционируют по несколько отличающимся принципам.
Основные отличия UEFI от BIOS
Теперь еще один взгляд на UEFI. Что это в более четком понимании, можно определить, выяснив отличия этой системы от BIOS. Как считается, UEFI позиционируется как некая альтернатива BIOS, поддержка которой сегодня заявлена многими производителями материнских плат. А вот отличия лучше рассматривать на основе минусов устаревающих систем BIOS.
Самое первое отличие состоит в том, что первичные системы ввода/вывода BIOS не позволяют корректно работать с жесткими дисками, объем которых составляет 2 Тб и более, что состоит в том, что система не имеет возможности полноценного использования дискового пространства.
Второй момент касается того, что для BIOS-систем установлено ограничение по работе с дисковыми разделами, в то время как UEFI поддерживает до 128 разделов, что становится возможным, благодаря наличию таблицы разделов стандарта GPT.
Наконец, в UEFI реализованы совершенно новые алгоритмы обеспечения безопасности, что полностью исключает подмену загрузчика при старте основной ОС, предупреждая даже воздействие вирусов и вредоносных кодов, и предоставляет выбор загружаемой операционной системы без использования специфичных средств внутри загрузчиков самих ОС.
Немного истории
Такова система UEFI. Что это такое, уже немного понятно. Теперь посмотрим, с чего же все начиналось. Ошибочно считать, что UEFI является относительно недавней разработкой.
Создание UEFI и универсального интерфейса началось еще в начале 90-годов. Как тогда оказалось для серверных платформ Intel возможностей стандартных BIOS-систем оказалось недостаточно. Поэтому была разработана совершенно новая технология, которая впервые была внедрена в платформе Intel-HP Itanium. Сначала она называлась Intel Boot Initiative, а вскоре была переименована в Extensible Firmware Interface или EFI.
Первая модификация версии 1.02 была представлена в 2000 году, в 2002 году вышла версия 1.10, а с 2005 года новой разработкой стал заниматься сформированный тогда альянс из нескольких компаний, получивший название Unified EFI Forum, после чего и сама система стала называться UEFI. На сегодняшний день в составе разработчиков можно встретить многие именитые бренды, как Intel, Apple, AMD, Dell, American Megatrends, Microsoft, Lenovo, Phoenix Technologies, Insyde Software и др.
Система безопасности UEFI
Отдельно стоит остановиться на механизмах системы защиты. Если кто не знает, сегодня существует особый класс вирусов, которые способны прописывать собственные вредоносные коды при внедрении в саму микросхему, изменяя начальные алгоритмы системы ввода/вывода, что приводит к появлению возможности запуска основной операционной системы с расширенными правами по управлению. Именно таким образом вирусы могут получить несанкционированный доступ ко всем компонентам ОС и средствам управления ей, не говоря уже о пользовательской информации. Установка UEFI полностью исключает появление таких ситуаций за счет реализации режима безопасной загрузки под названием Secure Boot.
Не вдаваясь в технические аспекты, стоит отметить только то, что сам алгоритм защиты (безопасной загрузки) основан на использовании особых сертифицированных ключей, поддерживаемых некоторыми известными корпорациями. Но, как почему-то считается, данную опцию поддерживают только операционные системы Windows 8 и выше, а также некоторые модификации Linux.
Чем UEFI лучше BIOS?
То, что UEFI по своим возможностям превосходит BIOS, отмечается всеми специалистами. Дело в том, что новая разработка позволяет решать некоторые задачи даже без загрузки операционной системы, старт которой, кстати, при установленном оптимальном режиме работы основных «железных» компонентов вроде процессора или оперативной памяти, происходит намного быстрее. По некоторым данным, та же Windows 8 загружается в течение 10 секунд (правда, показатель этот является явно условным, поскольку нужно учитывать общую конфигурацию оборудования).
Однако поддержка UEFI имеет и ряд неоспоримых преимуществ, среди которых можно выделить следующие:
- простой интуитивно понятный интерфейс;
- поддержка региональных языков и управления мышью;
- работа с дисками 2 Тб и выше;
- наличие собственного загрузчика;
- возможность работы на базе процессоров с архитектурой x86, x64 и ARM;
- возможность подключения к локальным и виртуальным сетям с доступом в интернет;
- наличие собственной системы защиты от проникновения вредоносных кодов и вирусов;
- упрощенное обновление.
Поддерживаемые операционные системы
К сожалению, далеко не все операционные системы поддерживают работу с UEFI. Как уже говорилось, в основном такая поддержка заявлена для некоторых модификаций Linux и Windows, начиная с восьмой версии.
Теоретически можно установить и Windows 7 (UEFI инсталляционный дистрибутив распознает). Но вот полной гарантии, что установка будет завершена успешно, никто не даст. К тому же в случае использования Windows 7 UEFI-интерфейс и все сопутствующие возможности новой системы останутся просто невостребованными (а часто и недоступными). Таким образом, на компьютер или ноутбук с поддержкой UEFI ставить именно эту систему нецелесообразно.
Особенности режима загрузки Secure Boot
Как уже было сказано выше, система безопасной загрузки основана на использовании сертифицированных ключей для предотвращения проникновения вирусов. Но такую сертификацию поддерживает ограниченное количество разработчиков.
Когда для операционной системы производится повторная установка через UEFI, проблем не будет при условии, что инсталлируемая система приближена к оригиналу установленной ранее по максимуму. В противном случае (что не редкость) может быть выдан запрет на установку. Однако и тут выход есть, поскольку сам режим Secure Boot можно отключить в настройках. Об этом будет сказано отдельно.
Нюансы доступа и настройки UEFI
Самих версий UEFI существует достаточно много, и разные производители компьютерной техники устанавливают собственные варианты запуска первичной системы. Но иногда при попытке доступа к интерфейсу могут возникать проблемы вроде того, что не отображается главное меню настроек.
В принципе, для большинства компьютеров и ноутбуков с поддержкой UEFI можно использовать универсальное решение - нажатие клавиши Esc при входе в систему. Если такой вариант не срабатывает, можно воспользоваться и собственными средствами Windows.
Для этого необходимо войти в раздел параметров, выбрать меню восстановления и в строке особых вариантов загрузки кликнуть по ссылке «перезагрузить сейчас», после чего на экране появится несколько вариантов старта.
Что касается основных настроек, от стандартных систем BIOS они практически не отличаются. Отдельно можно отметить наличие режима эмулятора BIOS, который в большинстве случаев может называться либо Legacy, либо Launch CSM.
Кроме того, стоит обратить внимание на то, что при переходе на режим работы Legacy при первом удобном случае следует снова задействовать настройки UEFI, поскольку операционная система может и не загрузиться. Кстати сказать, отличия между разными версиями UEFI состоят в том, что в одних предусмотрен гибридный режим запуска либо эмулятора BIOS, либо UEFI, в других же такая возможность при работе в штатном режиме отсутствует. Иногда это может касаться и невозможности отключения безопасной загрузки Secure Boot.
Загрузочная флешка UEFI: обязательные условия для создания
Теперь посмотрим, как создать загрузочный USB-носитель для последующей установки операционной системы с использованием интерфейса UEFI. Первое и главное условие состоит в том, что загрузочная флешка UEFI должна иметь объем не менее 4 Гб.
Вторая проблема касается файловой системы. Как правило, Windows-системы по умолчанию производят форматирование съемных накопителей с использованием NTFS. А вот UEFI USB-носители с файловыми системами, отличными от FAT32, не распознает. Таким образом, на первом этапе следует произвести форматирование именно с применением такого параметра.
Форматирование и запись образа дистрибутива
Теперь самый главный момент. Форматирование лучше всего производить из командной строки (cmd), запущенной с правами администратора.
В ней сначала вводится команда diskpart, после чего прописывается строка list disk, и командой select disk N, где N - порядковый номер USB-флешки, выбирается нужное устройство.
Далее для полной очистки используется строка clean, а затем командой create partition primary создается первичный раздел, который активируется командой active. После этого используется строка list volume, строкой select volume N (вышеуказанный порядковый номер раздела) выбирается флешка, а затем командой format fs=fat32 активируется старт процесса форматирования. По окончании процесса командой assign носителю можно присвоить определенную литеру.
После этого на носитель записывается образ будущей системы (можно использовать либо обычное копирование, либо создание загрузочной флешки в программах вроде UltraISO). При перезагрузке выбирается нужный носитель, и производится инсталляция ОС.
Иногда может появиться сообщение о том, что установка в выбранный раздел MBR невозможна. В этом случае нужно зайти в настройки приоритета загрузки UEFI. Там отобразится не одна, а две флешки. Старт загрузки нужно произвести с того устройства, в названии которого отсутствует сокращение EFI. При этом отпадает необходимость преобразования MBR в GPT.
Обновление прошивки UEFI
Как оказывается, обновить прошивку UEFI намного проще, чем выполнять аналогичные операции для BIOS.
Достаточно просто на официальном сайте разработчика найти и скачать самую свежую версию, после чего запустить загруженный файл от имени администратора в среде Windows. Процесс обновления пройдет после перезагрузки системы без участия пользователя.
Отключение UEFI
Наконец, посмотрим, как отключить UEFI, например, для случаев, когда загрузка со съемного носителя оказывается невозможной только по причине того, что само устройство не поддерживается.
Сначала нужно зайти в раздел безопасности Security и отключить режим безопасной загрузки Secure Boot (если это возможно), установив для него параметр Disabled. После этого в загрузочном меню Boot в строке приоритета Boot Priority следует выставить значение Legacy First. Далее из списка нужно выбрать устройство, которое будет первым для загрузки (жесткий диск) и выйти из настроек, предварительно сохранив изменения (Exit Saving Changes). Процедура полностью аналогична настройкам BIOS. Вместо команд меню можно использовать клавишу F10.
Краткие итоги
Вот кратко и все о системах UEFI, которые пришли на смену BIOS. Преимуществ у них, как уже можно было заметить, достаточно много. Многих пользователей особо радует графический интерфейс с поддержкой родного языка и возможность управления при помощи мыши. Впрочем, поклонников седьмой версии Windows придется огорчить. Ее установка в компьютерные системы с поддержкой UEFI выглядит не то что нецелесообразной, а иногда становится и вовсе невозможной. В остальном же использование UEFI выглядит очень простым, не говоря о некоторых дополнительных функциях, которые можно задействовать даже без загрузки операционной системы.
Компьютеры с каждым днем развиваются все больше и это позволяет им работать еще лучше и надежнее. Многие уже, наверное, слышали о BIOS, а если уже устанавливали Linux, то, наверное, знаете что это такое и уже имели опыт настройки. Вы, скорее всего, заметили, что BIOS трудно настраивать и использовать. Это программное обеспечение низкого уровня, и оно остается неизменным на протяжении двух последних десятилетий. Из-за этого сейчас технологию BIOS можно считать устаревшей и нуждающейся в замене.
Новая система - UEFI со временем вытеснит BIOS, но, как и большинство новых технологий ее реализация движется очень медленно и долго. Пользователи упускают важность операционной системы низкого уровня, именно этот недостаток пытается закрыть UEFI. В этой статье мы рассмотрим чем отличается uefi от bios, попытаемся выяснить что лучше bios или uefi, а также определим что лучше использовать.
BIOS расшифровывается как Basic Input / Output System или по-русски - базовая система ввода и вывода. Это программное обеспечение низкого уровня, которое обеспечивает прослойку между аппаратными средствами компьютера и операционной системой.
BIOS запускается как только вы включаете компьютер, выполняется проверка и тестирование оборудования, а затем уже загрузка загрузчика операционной системы.
Плата BIOS встроена в каждую материнскую плату и, кроме подготовки оборудования BIOS, может пригодиться еще в ряде нескольких случаев. Поскольку BIOS не зависит от операционной системы, вы можете получить доступ к ее настройкам без установленной ОС. Кроме того, можно настроить различные параметры оборудования - частоту процессора и памяти, рабочее напряжение, задержку и так далее. Это позволяет выполнить тонкую настройку компьютера и получить максимальную производительность.
Вообще говоря, это все, чем занимается BIOS, здесь есть только псевдографический интерфейс, управление с помощью клавиш и только настройки оборудования. Загрузчик BIOS берет из главной загрузочной записи - MBR, и загрузчик может быть только один. Естественно, никакой речи о выборе загрузчика и быть не может.
Что такое UEFI?
UEFI, или Unified Extensible Firmware Interface, основан на EFI - разработке компании Intel, которая призвана заменить BIOS. Разработан стандарт EFI в течение нескольких последних лет и уже начал набирать большую популярность, поскольку производители начинают использовать его на своих устройствах вместо устаревшей технологии BIOS.
UEFI поддерживает все функции, которые были реализованы в BIOS, а также многие новые функции, что и делает ее лучшим решением для использования на современных компьютерах.
Здесь, кроме инициализации оборудования, чтения настроек из энергонезависимой памяти и запуска загрузчика поддерживается еще большое количество функций. Можно сказать, что это операционная система низкого уровня. Это главное отличие bios от uefi. Здесь поддержка драйверов оборудования, а отсюда поддержка мыши и графической карты, также есть полноценная консоль с поддержкой запуска приложений, сети и работы с оборудованием. Вплоть до того, что вы можете не только копировать и перемещать файлы в поддерживаемых файловых системах, но и проигрывать диски или музыку, если это поддерживается программами EFI.
Несмотря на значительное преимущество по сравнению с BIOS, в UEFI есть некоторые ограничения на 32 битных процессорах. 64 битные процессоры полностью поддерживают UEFI, а вот 32 битные не поддерживают часть функций и операционная система должна эмулировать для них среду BIOS, чтобы нормально работать.
На многих устройствах сейчас можно использовать два режима legacy bios или UEFI. Во время этого многие полезные функции теряются. Производители процессоров и разработчики операционных систем работают вместе, чтобы исправить эту проблему и у них неплохо получается.
Определить UEFI или BIOS используется на вашем компьютере очень просто вы можете просто посмотреть на интерфейс настройки компьютера перед загрузкой. Я думаю вы уже тут все поймете.
Какая технология лучше?
Старая технология BIOS была промышленным стандартом на протяжении последних двадцати лет и за это время он не получил большого количества изменений из-за таких ограничений, как только один мегабайт памяти, 16-битных инструкций и таблицы разметки диска MBR, которая поддерживает жесткие диски максимум 2 Тб и не более чем на четыре раздела. Двадцать лет назад этого было вполне достаточно, но при современных стандартах такие ограничения слишком жесткие.
Кроме того, гибкость UEFI необходима для технологий доступных уже сейчас или тех, которые станут доступны в будущем. Ограничение BIOS в один мегабайт создавало очень большое количество проблем разработчикам оборудования, но теперь места для загрузки драйверов устройств точно хватит.
UEFI имеет модульную структуру и благодаря таблице разделов GPT может поддерживать 128 разделов размером до 8 экзабайт. Также здесь обеспечивается более тесная интеграция с операционной системой. Очень важным компонентом UEFI есть увеличение безопасности. Это немаловажное отличие bios от uefi. Пользователи могут устанавливать только зарегистрированные операционные системы. Каждой операционной системе выдается ключ, встроенный в ее загрузчик, а система UEFI считывает этот ключ и сравнивает его со своей базой данных. Если этого ключа нет в базе данных, операционной системе не будет позволено загрузитсья. Это могло бы вызывать многие проблемы с дистрибутивами Linux, но эта проблема была решена. К тому же пользователи могут сами добавлять ключи к базе данных.
Благодаря модульной структуре UEFI, новые функции могут быть добавлены позже и тем самым расширить существующую систему. Это делает такую систему более перспективной и простой в использовании.
Использовать новые системы UEFI намного проще, у них есть полноценный графический интерфейс с указателем мыши и интуитивно понятным меню. Вы получаете возможность все очень просто настроить. Кроме того, производители материнских плат могут разрабатывать различные программные модули UEFI, которые позволят легко тестировать различное оборудование.
В целом, если сравнивать UEFI и BIOS, то первая побеждает благодаря своей модульности, расширяемости, а также независимым драйверам и простоте использования. Пройдет некоторое время, пока пользователи смогут выбрать BIOS или UEFI и новая технология медленно заменит старую. Все больше и больше производителей применяют UEFI на своих платах и компьютерах и все реже используются 32-битные процессоры. Но, как и со всеми другими достижениями в области компьютерной техники, для перехода на UEFI потребуется много времени. Вы теперь знаете чем отличается uefi от bios и сможете сделать правильный выбор при покупке нового устройства.
- Перевод
Новые компьютеры используют прошивку UEFI вместо традиционного BIOS . Обе эти программы – примеры ПО низкого уровня, запускающегося при старте компьютера перед тем, как загрузится операционная система. UEFI – более новое решение, он поддерживает жёсткие диски большего объёма, быстрее грузится, более безопасен – и, что очень удобно, обладает графическим интерфейсом и поддерживает мышь.
Некоторые новые компьютеры, поставляемые с UEFI, по-прежнему называют его «BIOS», чтобы не запутать пользователя, привычного к традиционным PC BIOS. Но, даже встретив его упоминание, знайте, что ваш новый компьютер, скорее всего, будет оснащён UEFI, а не BIOS.
Что такое BIOS?
BIOS - это Basic Input-Output system, базовая система ввода-вывода. Это программа низкого уровня, хранящаяся на чипе материнской платы вашего компьютера. BIOS загружается при включении компьютера и отвечает за пробуждение его аппаратных компонентов, убеждается в том, что они правильно работают, а потом запускает программу-загрузчик, запускающую операционную систему Windows или любую другую, установленную у вас.
На экране настройки BIOS вы можете изменять множество параметров. Аппаратная конфигурация компьютера, системное время, порядок загрузки. Этот экран можно вызвать в начале загрузки компьютера по нажатию определённой клавиши – на разных компьютерах она разная, но часто используются клавиши Esc, F2, F10, Delete. Сохраняя настройку, вы сохраняете её в памяти материнской платы. При загрузке компьютера BIOS настроит его так, как указано в сохранённых настройках.
Перед загрузкой операционки BIOS проходит через POST , или Power-On Self Test, самотестирование после включения. Она проверяет корректность настройки аппаратного обеспечения и его работоспособность. Если что-то не так, на экране вы увидите серию сообщений об ошибках или услышите из системного блока загадочный писк. Что именно означают звуковые сигналы описано в инструкции к компьютеру.
При загрузке компьютера по окончанию POST BIOS ищет Master Boot Record , или MBR - главную загрузочную запись. Она хранится на загрузочном устройстве и используется для запуска загрузчика ОС.
Вы также могли видеть аббревиатуру CMOS, что расшифровывается, как Complementary Metal-Oxide-Semiconductor - комплементарная структура металл-оксид-полупроводник. Она относится к памяти, в которой BIOS хранит различные настройки. Использование её устарело, поскольку такой метод уже заменили флэш-памятью (также её называют EEPROM).
Почему BIOS устарел?
BIOS существует уже давно и эволюционировал мало. Даже у компьютеров с ОС MS-DOS, выпущенных в 1980-х, был BIOS.Конечно, со временем BIOS всё-таки менялся и улучшался. Разрабатывались его расширения, в частности, ACPI, Advanced Configuration and Power Interface (усовершенствованный интерфейс управления конфигурацией и питанием). Это позволяло BIOS проще настраивать устройства и более продвинуто управлять питанием, например, уходить в спящий режим. Но BIOS развился вовсе не так сильно, как другие компьютерные технологии со времён MS-DOS.
У традиционного BIOS до сих пор есть серьёзные ограничения. Он может загружаться только с жёстких дисков объёмом не более 2,1 Тб. Сейчас уже повсеместно встречаются диски на 3 Тб, и с них компьютер с BIOS не загрузится. Это ограничение BIOS MBR.
BIOS должен работать в 16-битном режиме процессора и ему доступен всего 1 Мб памяти. У него проблемы с одновременной инициализацией нескольких устройств, что ведёт к замедлению процесса загрузки, во время которого инициализируются все аппаратные интерфейсы и устройства.
BIOS давно пора было заменить. Intel начала работу над Extensible Firmware Interface (EFI) ещё в 1998 году. Apple выбрала EFI, перейдя на архитектуру Intel на своих Маках в 2006-м, но другие производители не пошли за ней.
В 2007 Intel, AMD, Microsoft и производители PC договорились о новой спецификации Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), унифицированный интерфейс расширяемой прошивки. Это индустриальный стандарт, обслуживаемый форумом UEFI и он зависит не только от Intel. Поддержка UEFI в ОС Windows появилась с выходом Windows Vista Service Pack 1 и Windows 7. Большая часть компьютеров, которые вы можете купить сегодня, используют UEFI вместо BIOS.
Как UEFI заменяет и улучшает BIOS
UEFI заменяет традиционный BIOS на PC. На существующем PC никак нельзя поменять BIOS на UEFI. Нужно покупать аппаратное обеспечение, поддерживающее UEFI. Большинство версий UEFI поддерживают эмуляцию BIOS, чтобы вы могли установить и работать с устаревшей ОС, ожидающей наличия BIOS вместо UEFI – так что обратная совместимость у них есть.
Новый стандарт обходит ограничения BIOS. Прошивка UEFI может грузиться с дисков объёмом более 2,2 Тб – теоретический предел для них составляет 9,4 зеттабайт . Это примерно в три раза больше всех данных, содержащихся в сегодняшнем Интернете. UEFI поддерживает такие объёмы из-за использования разбивки на разделы GPT вместо MBR. Также у неё стандартизирован процесс загрузки, и она запускает исполняемые программы EFI вместо кода, расположенного в MBR.
UEFI может работать в 32-битном или 64-битном режимах и её адресное пространство больше, чем у BIOS – а значит, быстрее загрузка. Также это значит, что экраны настройки UEFI можно сделать красивее, чем у BIOS, включить туда графику и поддержку мыши. Но это не обязательно. Многие компьютеры по сию пору работают с UEFI с текстовым режимом, которые выглядят и работают так же, как старые экраны BIOS.
В UEFI встроено множество других функций. Она поддерживает безопасный запуск Secure Boot, в котором можно проверить, что загрузку ОС не изменила никакая вредоносная программа. Она может поддерживать работу по сети, что позволяет проводить удалённую настройку и отладку. В случае с традиционным BIOS для настройки компьютера необходимо было сидеть прямо перед ним.
И это не просто замена BIOS. UEFI – это небольшая операционная система, работающая над прошивкой PC, поэтому она способна на гораздо большее, чем BIOS. Её можно хранить в флэш-памяти на материнской плате или загружать с жёсткого диска или с сети.
У разных компьютеров бывает разный интерфейс и свойства UEFI. Всё зависит от производителя компьютера, но основные возможности одинаковы у всех.
Как получить доступ к настройкам UEFI на современном ПК
Если вы обычный пользователь, перехода на компьютер с UEFI вы и не заметите. Загружаться и выключаться компьютер будет быстрее, а также вам будут доступны диски размером более 2,2 Тб.А вот процедура доступа к настройкам будет немного отличаться. Для доступа к экрану настроек UEFI вам может потребоваться загрузочное меню Windows. Производители ПК не хотели замедлять быструю загрузку компьютера ожиданием нажатия клавиши. Но нам встречались и такие UEFI, в которых производители оставили возможность входа в настройки тем же способом, какой был в BIOS – по нажатию клавиши во время загрузки.
UEFI – это большое обновление, но произошло оно незаметно. Большинство пользователей ПК не заметят его, и им не нужно беспокоиться по поводу того, что их новый компьютер использует UEFI вместо обычного BIOS. ПК просто будут лучше работать и поддерживать больше современного аппаратного обеспечения и возможностей.
Более подробное объяснение отличий в загрузочном процессе UEFI можно почитать в
