Современное развитие BIOS

Любой компьютер или ноутбук при включении загружает так называемую BIOS. Без этой базовой системы, которая записана в микросхему на материнской плате, компьютер не станет запускаться. Положение вещей не менялось со времен первого персонального компьютера, выпущенного компанией IBM. Но вот Intel, Microsoft и другие крупные производители решили заменить BIOS интерфейсом UEFI (Unified Extensible Firmware Interface ). Данный интерфейс призван стать новым стандартом базовой системы для ПК.

Для чего нужны BIOS и UEFI

Для обозначения базовой системы (микропрограммы) используют также термин Firmware: аппаратно реализованное (встроенное) ПО. Он указывает на то, что программа «зашита» в микросхему на материнской плате (то есть ее не нужно устанавливать) и запускается автоматически. Сразу после включения ПК BIOS и UEFI выполняют несколько задач.

• Тестирование оборудования. Вначале BIOS осуществляет базовую проверку основных узлов компьютера. При этом проверяются не все компоненты, а лишь те, которые необходимы для запуска ПК, например процессор и оперативная память.
• Загрузка настроек. После окончания процедуры самотестирования (она занимает меньше минуты) BIOS определяет некоторые настройки. Сюда относятся, например, частота оперативной памяти, время включения встроенных вентиляторов или выбор режима энергосбережения, в который перейдет компьютер после длительного простоя. Многие из настроек можно изменить и в самой операционной системе, однако большинство параметров BIOS устанавливает непосредственно перед запуском Windows. На данном этапе загрузки пользователь также может изменить некоторые настройки – например, включить или отключить отдельные интерфейсы на материн­ской плате (например, для жестких дисков или USB-устройств). Кроме того, есть возможность выбора последовательности, в которой компьютер будет обращаться к загрузочным устройствам при запуске операционной системы (например, сначала – к жесткому диску, затем – к приводу CD/DVD, а после – к USB-накопителю).
• Загрузка операционной си­стемы. В заключение BIOS загружает ОС. После запуска системы и всех драйверов потребность в BIOS отпадает.

Что означают аббревиатуры BIOS и UEFI

BIOS. Basic Input-Output System (базовая система ввода-вывода) существует почти 30 лет. В названии определен круг изначальных задач: BIOS должна была выполнять основные операции ввода/вывода для операционной системы, например производить запись данных на жесткий диск.BIOS разработана в 1981 году для первого ПК компании IBM. Тогда система носила название «ROM Basic»: ROM – поскольку хранилась в неперезаписываемой микросхеме памяти (Read Only Memory), а Basic – потому что была создана с использованием одноименного языка программирования. Компьютер на базе первых подобных версий BIOS работал без операционной системы. Взаимодействие с ПК строилось на основе команд языка Basic. Вскоре этот язык программирования перестал использоваться в микропрограммах, а для их обозначения стала применяться аббревиатура BIOS. За последние несколько десятилетий BIOS сильно изменилась. Это касается не только интерфейса, но и содержимого: например, в 1990-х годах были добавлены такие функции, как загрузка с привода CD/DVD или автоматическая настройка плат расширения.

UEFI. Интерфейс Unified Exten­sible Firmware Interface с 2001 года разрабатывался компанией Intel как стандарт EFI (Extensible Firm­ware Interface, расширяемый ­интерфейс встроенного ПО) для серверного процессора Itanium. Ввиду того, что данная модель представляла собой воплощение новейших технологий, найти подходящую версию BIOS, которая работала бы с Itanium после небольшой доработки, оказалось невозможным. Apple – первый производитель, начавший использовать во всех своих настольных компьютерах и ноутбуках индивидуальную версию EFI. Компания остается верна EFI с 2006 года, когда она принялась оснащать ПК и ноутбуки процессорами Intel. Тогда как большинство других производителей не решались перейти с BIOS на EFI. В 2005 году аббревиатура EFI была дополнена словом Unified. Оно говорит о том, что координацию разработки интерфейса осуществляют несколько компаний. Сюда относятся производители ПК, например Dell, HP и IBM, а также разработчики BIOS, например Phoenix и Insyde. Не обошлось и без Microsoft как основного разработчика ОС.

Невзрачный вид, загадочные меню: многие версии BIOS понятны только технически подкованным пользователям	Преемник BIOS выглядит гораздо более привлекательно и предоставляет множество полезных возможностей – например, возможность выбора загрузочного устройства

Почему BIOS должна уйти?

Разрабатывая BIOS, программи­сты не задумывались о том, в течение какого времени будет использоваться эта система. Поэтому в этой базовой системе есть несколько компонентов, изменение которых невозможно либо связано с весьма большими трудностями. Например, BIOS (без специальных ухищрений) способна распознать диск емко­стью лишь до 2 Тб, а современные 3,5-дюймовые жесткие диски могут хранить уже до 3 Тб данных.  В UEFI подобных ограничений нет. Притом новая система предоставляет единый интерфейс программирования – это облегчает разработку программ, запускаемых до загрузки операционной системы. Кроме того, UEFI позволяет ­интегрировать дополнительные функции, например программу резервного копирования данных. Наконец, в UEFI отсутствуют некоторые технически устаревшие функции, имеющиеся в BIOS, – например, переключение процессора при загрузке системы в медленный режим работы Real Mode.

Преимущества UEFI

Поддержка жестких дисков большой емкости. Для управления жесткими дисками BIOS использует MBR (Master Boot Record, главная загрузочная запись) – она содержит информацию о разделах жесткого ди­ска. Основной недостаток MBR: размер каждой записи в ней составляет 32 бита. В результате BIOS может контролировать приблизительно 4 млрд (232) секторов. К тому же базовая система «рассчитывает» на то, что размер каждого сектора составляет 512 байт; в итоге оказывается, что BIOS не может работать с дисками свыше 2 Тб. И если двадцать лет назад подобный объем считался несбыточной мечтой, то сейчас это суровая реальность. Секторы больших размеров позволили бы использовать диски емкостью 3 Тб, но не все программы из тех, которые напрямую обращаются к жесткому диску, работают с ними корректно. Что касается интерфейса UEFI, он использует для управления жесткими дисками технологию GPT (GUID Partition Table), обеспечивающую возможность записи на жесткий диск ­большего объема данных. В итоге стандарт GPT поддерживает же­сткие диски емкостью до 8192 Эб (почти 8 млрд Тб).

• Встроенная BIOS. При использовании материнских плат на базе UEFI отпадает необходимость в BIOS, поскольку все функции BIOS содержатся в UEFI в виде так называемого модуля поддержки совместимости (Compatibility Support Module). Поэтому программа, использующая функции BIOS, работает и на компьютерах с UEFI.
• Простота управления. Для навигации по меню настроек и выбора программ можно пользоваться мышью. В BIOS, напомним, можно было работать только с помощью клавиатуры. К тому же интерфейс UEFI поддерживает более высокое разрешение.
• Преимущества в скорости загрузки. От включения компьютера до момента, пока BIOS загрузит операционную систему, проходит 30–60 с. UEFI работает быстрее. Например, на форуме разработчиков IDF (Intel Developer Forum), проходившем в 2009 году, разработчики микропрограмм Insyde и Phoenix представили прототипы, загружавшие ОС за 1–2 с.
• Встроенная операционная система. UEFI имеет также собственную оболочку. По сути – это миниатюрная операционная система, которая, как и DOS (далекий предок Windows), «понимает» только текстовые команды. Она может оказаться полезной для опытных пользователей или системных администраторов, пытающихся установить причины отказа загрузки основной ОС. Некоторые производители, в том числе компания MSI, предлагают для UEFI собственные операционные системы на базе Linux, загружа­емые с CD/DVD.
• Дополнительные программы. Встроенная мини-ОС подходит и для установки дополнительных программ. Последние можно интегрировать в виде отдельных пунктов меню интерфейса UEFI либо загружать с CD/DVD. Однако это дело будущего – в настоящее время доступно небольшое количество приложений. К тому же речь идет, как правило, о вспомогательных утилитах и очень простых играх, например Pair Match.

Оставьте свой комментарий!