UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) является связующей оболочкой между операционной системой и аппаратной частью (железом). В будущем планируется, что UEFI полностью вытеснит BIOS (Basic Input Output System) и займет его место. UEFI является относительно старой технологией, разработанной в 2005 (Unified EFI Forum) году. Однако, сие высказывание некорректно относительно данной ситуации, так как несмотря на то, что 8 лет довольно большой срок для IT-технологии и в иных сферах за эти годы успевали сменить сразу по нескольку технологий, UEFI изначально развивался довольно медленно и лишь в последние годы стал получать все большую известность. Ниже вы можете ознакомиться с графиком релизов UEFI.

Первоочередной целью при создании UEFI была разработка удобной и многогранной оболочки для 64-х битных систем с более развитым пользовательским интерфейсом и сетевым контролем.
И так, какими же преимуществами обладает UEFI?

Преимущества и просто интересные факты о UEFI
Мне кажется, что все выгоды и преимущества перехода с BIOS на UEFI откроются перед пользователями и разработчиками лишь при массовом внедрении оболочки и полным отказом от BIOS. Однако, уже сейчас можно перечислить несколько очевидных преимуществ UEFI:

1) В связи с веянием последних трендов, все больше ПК имеют 64-х битную ОС, что позволяет увеличить производительность.
2) Второй немаловажный пункт – это адресация памяти. Замечательная возможность использовать большее количество RAM-а и размера винчестера. Теоритически максимальный размер жесткого диска может достигать 8192 Exybyte -а, что составляет примерно 8.8 (о да! О_о) триллионов терабайт, что даже при нынешних объёмах трансфера информации является весьма впечатляющей цифрой, особенно если учесть, что размер архива всего интернета составляет 10 петабайт. Что же касается оперативной памяти – здесь так же наблюдаются радужные перспективы с возможностью адресации до 16 Exybyte -ов, что при нынешней ситуации на рынке (новые ПК как правило имеют от 8 до 16 гигабайт оперативной памяти) является бааальшушим заделом на будущее.
Ссылка на интересные факты связынае с наглядным примером того, много это или мало.
3) Более быстрая загрузка система, достигаемая за счёт параллельной инициализации отдельных компонентов системы.
4) Загрузка драйверов в UEFI и последующая передача оных в распоряжение ОС.
5) Одна из важнейших и наиболее критичных особенностей UEFI является Secure Boot Option , коя позволяет защитить Bootloader от исполнения вредоносных программ, что в свою очередь позволяет защитить ОС за её же пределами во время загрузки. Для этого используются «цифровые» подписи операционных систем.

UEFI Начало
Как показано на следующей картинке старт UEFI разбивается на несколько различных модулей и этапов, кои в свою очередь разделяются на дальнейшие подпункты.

Начинается все с Power On фазы (кто бы мог подумать) в которой исполняется Power On Self Test и проскакивает Security phase . После чего можно считать, что платформа инициализирована, при этом нельзя забывать и о фазе PEI (Pre-Инициализация EFI), а так же DXE (Driver Execution Environment) фазе, что позволяет системе добраться до пункта когда становиться доступна память, а так же начинается (Firmware) поиск Boot-устройства. В BDS (Boot Device Selection) фазе происходит поиск устройство с коего может быть осуществлен boot, при это может быть использовано стороннее устройство или UEFI-Shel l. При старте системы происходит передача уже инициализированных и загруженных драйверов в распоряжение ОС, дабы сократить время загрузки оной.

И так это была вступительная часть рассказа о UEFI. В следующей главе будут рассмотрены отдельные фазы более детально: POWER ON, SECURITY (SEC), PRE-EFI Initialisation (PEI), DRIVER EXECUTION ENVIRONMENT и BOOT DEV SELECT (BDS)

Многие современные производители компонентов для персональных компьютеров и программ стараются обеспечить поддержку своими продуктами интерфейса UEFI. Это программное решение должно стать прекрасной альтернативой уже успевшей стать привычной системе BIOS.

В чем же заключается специфика рассматриваемого программного обеспечения? Какие варианты его использования возможны? И что представляет собой UEFI? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Что такое UEFI?

Под UEFI понимается особый интерфейс, который устанавливается между инсталлированной на компьютере операционной системой и программным обеспечением, обеспечивающим функционирование различных аппаратных компонентов компьютера. Некоторые именуют этот интерфейс BIOS Uefi. С одно стороны, даже в этом названии заключена ошибка. Ведь BIOS функционирует совершенно по другим принципам. UEFI является разработкой компании Intel, а BIOS представляет собой программное обеспечение, поддерживаемое различными брендами. Назначение BIOS и UEFI в принципе одно и тоже. Но формально сочетание BIOS UEFI является некорректным, но в то же время оно не противоречит логике программно-аппаратных алгоритмов управления ПК.

Отличия UEFI от BIOS

Прежде всего следует уделить внимание главному – отличиям между классическим UEFI и чистым BIOS. UEFI сегодня позиционируется как программное решение, являющееся неплохой альтернативой BIOS. Многие производители материнских плат для ПК пытаются обеспечить своим устройствам поддержку программного обеспечения, разработанного Intel. Отличия UEFI от BIOS можно легко обнаружить, рассмотрев минусы второй системы. Первый минус заключается в том, что BIOS не дает возможности обеспечить полноценное использование дискового пространства на больших жестких дисках, объем которых превышает 2 Тб.

Это связано с тем, что всего несколько лет назад такие объемы жестких дисков казались недостижимыми. Поэтому производители ПК не обращали особое внимание на соответствующий недостаток системы BIOS. Сегодня жесткий диск объемом от 2 Терабайт и более уже никого не удивит. Производители персональных компьютеров уже почувствовали необходимость перехода на UEFI. Учитывая современные технологические тренды, эту необходимость нельзя назвать необъективной.

Другая особенность BIOS заключается в поддержке ограниченного количества разделов на жестком диске. UEFI же имеет возможность работать со 128 разделами. В структуре новой разработки Intel создана таблица разделов GPT, с помощью которой можно задействовать все технологические преимущества UEFI. Несмотря на все рассмотренные отличия новой среды и традиционной системы BIOS, основные функции их совпадают. Фактических различий между этими системами, на самом деле, не так уж много. Исключение составляет разве что алгоритм обеспечения безопасности, реализованный в UEFI. Специалисты считают, что новая платформа дает возможность быстрее загружать операционные системы. Другие считают, что это актуально только для операционной системы Windows 8.

Рассмотрим более детально систему безопасности, использованную в UEFI.

Технология безопасности среды UEFI

Системы UEFI опережают BIOS с точки зрения безопасности. Сегодня существуют уникальные вирусы, которые обладают способностью внедрятся в саму микросхему, в которой прописаны алгоритмы BIOS. В результате становится возможной загрузка операционной системы с расширенными правами пользователя. Это открывает широкие возможности для несанкционированного доступа. В новом программном решении от Intel также реализован режим безопасной загрузки, который предусматривает алгоритм под названием Secure Boot.

Данный алгоритм основан на использовании ключей особого типа, которые сертифицированы самыми крупными брендами IT-индустрии. На самом деле сегодня не так много таких компаний. Если говорить о поддержке соответствующей опции производителями ОС, то на сегодняшний день ее обеспечивает только Microsoft в Windows 8. Также совместимость с данным алгоритмом безопасности на сегодняшний день реализована в некоторых версиях Linux.

Преимущества системы UEFI

Все перечисленные выше недостатки BIOS систем можно причислить и к достоинствам UEFI. Но есть у новой системы целый ряд важнейших преимуществ. Рассмотрим их подробнее. Во-первых, система обладает простым и интуитивно понятным интерфейсом. В UEFI реализована функция поддержки мыши, что для BIOS не свойственно. Кроме того, многие версии UEFI поддерживают русифицированный интерфейс. Алгоритмы, используемые в новом программном решении, дают возможность осуществлять загрузку ОС намного быстрее, чем при использовании BIOS. Так, например, операционная система Windows 8 на ПК с UEFI при адекватной производительности CPU и других ключевых компонентов загружается в течении 10 секунд.

К другим значимым преимуществам UEFI можно также отнести более простой и удобный, по сравнению с BIOS, механизм обновления. Еще одна полезная опция, реализованная в UEFI – это наличие собственного менеджера загрузки. Его можно задействовать в том случае, если на персональном компьютере установлено несколько операционных систем.

Теперь технологические преимущества программного интерфейса UEFI ясны. Сегодня наиболее популярные производители аппаратных компонентов для персональных компьютеров стараются обеспечить совместимость «железа» с системой UEFI. Как полагают эксперты в сфере IT, переход на новую систему может привести к новому технологическому тренду. Для ведущих производителей программного обеспечения и аппаратных компонентов возможности, предлагаемые разработчиком UEFI компанией Intel кажутся весьма привлекательными. Кроме того, технологические опции UEFI сегодня полностью поддерживаются крупнейшим брендом на рынке ОС.

Secure Boot

Проведем более детальное рассмотрением преимуществ Secure Boot – технологии безопасности, поддерживаемой системой UEFI. В чем заключается основная концепция?

Secure Boot представляет собой протокол безопасной загрузки, предназначением которого является защита системы от проникновения вредоносных программ и вирусов. Ключи, используемые в этой технологии, для полноценного задействования должны быть сертифицированы. Сегодня этому критерию удовлетворяет лишь малая часть всех брендов, выпускающих ПО.

К ним относится компания Microsoft, которая и реализовала поддержку таких алгоритмов в операционной системе Windows 8. В ряде случаев это обстоятельство может значительно осложнить процесс инсталляции иных операционных систем на персональных компьютерах, работающих под управлением системы UEFI. В случае переустановки Windows, UEFI возможно еще будет проявлять некую лояльность, но только в том случае, если версия устанавливаемой операционной системы максимально приближена к инсталлированной производителем.

Следует также отметить, что с функцией Secure Boot совместимы и некоторые дистрибутивы Linux. Даже в том случае, если загрузка новой операционной системы будет запрещена, в структуре UEFI прописана возможность отключения алгоритма Secure Boot. Конечно, в этом случае загрузку операционной системы уже нельзя будет считать безопасной. Но тем не менее соответствующую опцию можно активировать в любой момент.

Операционные системы, совместимые с UEFI

В редких случаях возможна установка альтернативных операционных систем с поддержкой Secure Boot. Так, например, теоретически можно установить операционную систему Windows 7 на ноутбук с поддержкой UEFI BIOS. В общем же случае вероятность удачной установки альтернативных операционных систем невысока. Как уже было отмечено выше, некоторые дистрибутивы Linux совместимы с UEFI.

Особенности настройки

Далее рассмотрим нюансы настройки нового программного решения. К интересным опциям можно отнести эмуляцию BIOS. Для чего это нужно? В некоторых версиях UEFI реализованы алгоритмы, обеспечивающие управление ПК в соответствии с механизмами, которые задействовал исторический предшественник UEFI. Данный режим в зависимости от используемого ПК может именоваться по-разному. Как правило, он называется Launch CSM или Legacy. С установкой UEFI в стандартном режиме загрузки не должно возникнуть никаких сложностей.

Особенности доступа к UEFI

Еще один примечательный факт, который нельзя оставить без внимания – это огромное количество версий UEFI. В персональных компьютерах, выпущенных разными брендами, они могут существенно отличаться. Уровень доступности отдельных функций на разных компьютерах также может отличаться. Например, часто бывает так, что при загрузке ПК не выводится меню, с помощью которого пользователь может попасть в настройки UEFI. В этом случае в Windows предусмотрена возможность загрузки необходимых опций. Во вкладке «Параметры» необходимо активизировать «Особые варианты загрузки». После этого необходимо перезагрузить компьютер. На экране появятся варианты загрузки.

Существует также альтернативный способ для обеспечения доступа к опциям UEFI. Он работает на многих персональных компьютерах. В самом начале загрузки необходимо нажать Esc. После этого откроется меню, о котором шла речь выше.

Особенности работы в разных режимах

Обратите внимание, при изменении режима работы UEFI с обычного на Legacy желательно при первой же возможности вновь включать интерфейс UEFI со всеми опциями. Иначе операционная система может не запуститься. На многих персональных компьютерах подобной проблемы не возникает. Это связано с тем, что производители внедряют в структуру управления особые алгоритмы, которые позволяют автоматически активировать режим UEFI. На некоторых моделях реализован гибридный режим, при помощи которого запускается модуляция BIOS. Отличия в версиях UEFI предполагают также невозможность отключения Secure Boot в режиме штатной работы.

Загрузочные флэшки UEFI

В некоторых ситуациях может возникнуть необходимость загрузить операционную систему с флэшки. Главная трудность здесь состоит в том, что флэшки, формат которых отличен от FAT32, не распознаются. У этой проблемы есть решение. Все загрузочные флэшки Windows по умолчанию форматируются в файловой системе NTFS. UEFI эту файловую систему не распознает. Поэтому основная задача состоит в том, чтобы обеспечить соответствующему аппаратному компоненту форматирование в системе FAT32. Многие IT –специалисты считают эту файловую систему устаревшей. Однако актуальность соответствующего стандарта можно оценить по его применению в UEFI.

Флэшка для загрузки в UEFI

Что необходимо сделать, чтобы загрузочная флэшка без проблем распознавалась UEFI? Во-первых, желательно, чтобы емкость носителя составляла не менее 4 Гб. Во-вторых, необходимо удалить с флэшки всю информацию. Необходимым компонентом для создания загрузочной флэшки является дистрибутив операционной системы Windows.

Подготовка флэшки

Если все вышеперечисленные элементы присутствуют, можно приступать. Флэшку необходимо вставить в USB-порт компьютера. После этого в интерфейсе Windows открываем командную строку. Пользователь должен обладать правами администратора. Далее через командную строку запускаем программу DISKPART. Затем необходимо ввести команду list disk.

Отобразиться список дисков, присутствующих в вашей системе. Найдите в нем свою флэшку. Выберете диск командой select disc x, где x – порядковый номер. Чтобы отформатировать выбранный носитель, достаточно выполнить команду Clean. Далее на диске необходимо сделать первичный раздел. Сделать это можно при помощи команды create partition primary. Путем ввода команды active данный раздел необходимо сделать активным. После этого перечень разделов можно вывести на экран путем ввода команды list volume.

Выбираем нужный нам раздел командой select volume x, где x – порядковый номер раздела. Чтобы отформатировать его в системе FAT32, вводим команду format fs=fat 32. Теперь флэшке нужно назначить букву. Делается это при помощи команды assign. После этого можно выйти из командной строки.

Запись дистрибутива

После проведения всех выше описанных действий можно скопировать на флэшку дистрибутив Windows.

Персонального компьютера, несмотря на постоянные обновления, «двойные» реализации и прочие новшества, по сути, так и оставался наиболее устаревшим компонентом современных компьютеров. Начиная с самых первых ПК в BIOS ничего кардинально не менялось. Его долгое время всерьез не трогали производители, опасаясь за то, что нарушится преемственность базовых функций, необходимых для правильного функционирования старых операционных систем.

Но старые системы ушли в прошлое, а те, что все еще используются, можно запускать с помощью программных эмуляторов. Поэтому бороться со старыми привычками BIOS стало не особо нужно. В самом деле, при загрузке с помощью BIOS не получить даже отображения национальных алфавитов, не говоря уже о поддержке сетевых устройств, оптимальных режимов работы оборудования, удобных решений по обновлению и т.п.

Рассказ о том, что такое UEFI, лучше начать с истории возникновения данной технологии.

История UEFI начинается в середине 90-х годов. Уже тогда для мощных серверных платформ было недостаточно возможностей стандартного BIOS. Поэтому для первых систем Intel-HP Itanium была разработана новая технология, которая получила название Intel Boot Initiative. Немного позже название было сменено на EFI или Extensible Firmware Interface.

Первой официальной спецификацией стала EFI 1.02, которая появилась на свет 12 декабря 2000 года. В начале 2002 года появилась спецификация 1.10. А уже в 2005 году был сформирован альянс компаний под названием Unified EFI Forum или UEFI Forum, а сама технология сменила название с EFI на UEFI. Сейчас разработкой UEFI занимается UEFI Forum, в состав, которого входят такие компании как AMD, Apple, Dell, HP, American Megatrends, IBM, Intel, Lenovo, Insyde Software, Microsoft и Phoenix Technologies. Последней спецификацией UEFI является спецификация под номером 2.3.1, которая была опубликована альянсом UEFI Forum в апреле 2011 года.

Преимущества UEFI

Очевидно, что UEFI это новый шаг в развитии персональных компьютеров. Но, какие реальные преимущества представляет использование данной технологии вместо старого доброго BIOS?

  • UEFI позволяет выполнять загрузку операционной системы с жестких дисков большого объема. Используя BIOS нельзя загрузить операционную систему с объемом больше 2 Тб.
  • UEFI не зависит от архитектуры процессора и может использоваться как с x86 процессорами, так и с процессорами на базе архитектуры ARM. В то время как BIOS поддерживает только .
  • UEFI позволяет использовать графическую оболочку с поддержкой мышки, которая намного удобней аскетичного интерфейса BIOS. При этом, оболочка UEFI позволяет выполнять многие задачи без использования операционной системы. Например, подключаться к локальной сети выходить в интернет.
  • UEFI позволяет загружать операционную систему значительно быстрее. Благодаря параллельному тестированию компонентов компьютера, время, которое проходит от момента включения компьютера до момента начала работы операционной системы может быть уменьшено до 2-х секунд.
  • UEFI оснащена менеджером загрузки и позволяет пользователю выбирать какую операционную систему он хочет загрузить. При этом исчезает необходимость использования специального механизма для выбора операционной системы внутри самого загрузчика операционной системы.
  • UEFI оснащена новыми способами защиты от вредоносных программ.

Extensible Firmware Interface

Extensible Firmware Interface (EFI) - интерфейс между операционной системой и микропрограммами, управляющими низкоуровневыми функциями оборудования, его основное предназначение: корректно инициализировать оборудование при включении системы и передать управление загрузчику операционной системы . EFI предназначен для замены BIOS - интерфейса, который традиционно используется всеми IBM PC-совместимыми персональными компьютерами. Первая спецификация EFI была разработана Intel , позднее от первого названия отказались и последняя версия стандарта носит название Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). В настоящее время разработкой UEFI занимается Unified EFI Forum.

История

Изначально EFI создавалась для первых систем Intel-HP Itanium в начале 2000-х годов. Ограничения PC-BIOS (16-битный исполняемый код, адресуемая память 1 Мбайт, аппаратные ограничения IBM PC/AT и т. д.) были очевидно недопустимы в больших серверных платформах, для использования в которых планировался Itanium. Изначально назывался - Intel Boot Initiative (Загрузочная Инициатива Intel ), позже было переименовано в EFI.

Спецификация EFI 1.02 была выпущена Intel 12 декабря 2000 года. (Версия 1.01 имела проблемы в юридическом плане, связанные с торговой маркой, и была быстро изъята).

Спецификация EFI 1.10 была выпущена 1 декабря 2002 года. Она включала модель драйвера EFI, а также несколько незначительных улучшений по сравнению с версией 1.02.

В 2005 году Intel внесла эту спецификацию в UEFI Forum, который теперь ответственен за развитие и продвижение EFI. EFI был переименован в Unified EFI (UEFI), чтобы отразить это изменение, при этом большая часть документации использует оба термина.

UEFI Forum выпустил спецификацию 2.1 UEFI 7 января 2007 года. Она добавила и улучшила криптографию, установление подлинности сети и архитектуру пользовательского интерфейса.

Текущая спецификация UEFI версии 2.3.1 была представлена в апреле 2011 года.

Интерфейс, определённый спецификацией EFI, включает таблицы данных, содержащие информацию о платформе, загрузочные и runtime-сервисы, которые доступны для загрузчика операционной системы (ОС) и самой ОС. Некоторые существующие расширения BIOS, типа ACPI и SMBIOS , также присутствуют в EFI, поскольку не требуют 16-разрядного runtime-интерфейса.

Сервисы

EFI определяет «загрузочные сервисы», которые включают поддержку текстовой и графической консоли на различных устройствах, шин, блоков и файловых сервисов, и runtime-сервисы, например дата, время и энергонезависимая память.

Драйверы устройств

В дополнение к стандартным, архитектурно-зависимым драйверам устройств, спецификация EFI предусматривает независимую от платформы среду драйверов, названную EFI Byte Code (EBC). От системного встраиваемого ПО (firmware) спецификацией UEFI требуется иметь интерпретатор для любых образов EBC, которые загружены или могут быть загружены в среду. В этом смысле EBC подобен Open Firmware , независимому от аппаратных средств встраиваемому ПО, используемому в компьютерах Apple Macintosh и Sun Microsystems SPARC .

Некоторые архитектурно-зависимые (non-EBC) типы драйверов EFI могут иметь интерфейсы для использования ОС. Это позволяет ОС использовать EFI для базовой поддержки графики и сети до загрузки драйверов, определённых в ОС.

Менеджер загрузки

Менеджер загрузки EFI используется для выбора и загрузки ОС, исключая потребность в специализированном механизме загрузки (загрузчик ОС является приложением EFI).

Поддержка дисков

В дополнение к стандартной схеме разметки дисков - Master boot record (MBR), EFI имеет поддержку GUID Partition Table (GPT), которая свободна от характерных для MBR ограничений. Спецификация EFI не включает описание для файловых систем, однако реализации EFI обычно поддерживают FAT32 как файловую систему.

Оболочка EFI

Сообщество EFI создало открытую среду оболочки (shell environment). Пользователь для выполнения некоторых операций может загрузить оболочку EFI (EFI shell) вместо того, чтобы загружать ОС. Оболочка - приложение EFI; она может постоянно находиться в ПЗУ платформы или на устройстве, драйверы для которого находятся в ПЗУ.

Оболочка может использоваться для выполнения других приложений EFI, таких как настройка, установка ОС, диагностика, утилиты конфигурации и обновления прошивок. Она также может использоваться, чтобы проиграть CD или DVD-носители не загружая ОС, при условии, что приложения EFI поддерживают эти возможности. Команды оболочки EFI также позволяют копировать или перемещать файлы и каталоги в поддерживаемых файловых системах, загружать и выгружать драйверы. Также оболочкой может использоваться полный TCP/IP-стек.

Оболочка EFI поддерживает сценарии в виде файлов.nsh , аналогичных пакетным файлам в DOS .

Названия команд оболочки часто наследуются от интерпретаторов командной строки (COMMAND.COM или Unix shell). Оболочка EFI может рассматриваться как функциональная замена интерпретатора командной строки и текстового интерфейса BIOS.

Расширения

Расширения EFI могут быть загружены с практически любого энергонезависимого устройства хранения данных, присоединённого к компьютеру. Например, OEM-производитель может продать систему с разделом EFI на жёстком диске, который добавил бы дополнительные функции к встраиваемому ПО EFI, размещённому в ПЗУ системной платы.

Реализация

Intel Platform Innovation Framework для EFI

Intel Platform Innovation Framework для EFI («инновационный инструментарий Intel») - ряд спецификаций, разработанных Intel совместно с EFI. Если EFI определяет интерфейс между ОС и firmware, то инструментарий определяет структуры, используемые для создания встраиваемого ПО на более низком уровне, чем интерфейс между ОС и firmware.

В частности, инструментарий включает все шаги, необходимые для инициализации компьютера после включения. Эти внутренние возможности встраиваемого ПО не определены как часть спецификации EFI, но включены в спецификацию инициализации платформы (Platform Initialization Specification), разработанную UEFI. Инструментарий был проверен на платформах XScale, Itanium и IA-32 .

Совместимость с ОС для платформы x86, требующими для работы интерфейса «legacy BIOS», достигается с помощью модуля поддержки совместимости (CSM). CSM включает 16-битную программу (CSM16), реализуемую изготовителем BIOS , и слой, связывающий CSM16 с инструментарием.

Intel разработал эталонную реализацию для инструментария под кодовым названием «Tiano». Tiano - полная, legacy-free реализация встраиваемого ПО, обеспечивающая поддержку EFI. Tiano не включает 16-битную часть CSM, но обеспечивает интерфейсы, требуемые для дополнений, реализуемых производителями BIOS. Intel не предоставляет полную реализацию Tiano для конечных пользователей.

Часть Tiano была выпущена в виде исходных текстов TianoCore проекта как EFI Developer Kit (EDK). Эта реализация включает EFI и некоторый код инициализации аппаратных средств, но не раскрывает полностью особенностей непосредственно встраиваемого ПО. Несколько лицензий использовались для этого кода, включая BSD license и Eclipse Public License .

Продукты, основанные на EFI, UEFI и спецификациях инструментария, доступны через независимых производителей BIOS, например, American Megatrends (AMI) и Insyde Software. Некоторые реализации производителей полностью основаны на Tiano, в то время как другие, соответствуют спецификациям, но не основываются на эталонной реализации Intel.

Платформы, использующие EFI или инструментарий

Все системы Itanium или Itanium 2, которые выпускаются с EFI-совместимым встраиваемым ПО, должны соответствовать спецификации DIG64.

5 апреля 2006 года Apple выпустила пакет Boot Camp , который позволяет создать диск с драйверами Windows XP, а также содержит неразрушающий инструмент разметки дисков, позволяющий установить Windows XP совместно с Mac OS X. Также было выпущено обновление встраиваемого ПО, которое добавило поддержку BIOS для данной реализации EFI. Последующие модели Macintosh были выпущены с обновлённым встраиваемым ПО. Теперь все современные компьютеры Macintosh могут загружать BIOS -совместимые ОС, такие как Windows XP, Vista и Windows 7.

Большое количество системных плат фирмы Intel выпускается с встраиваемым ПО на основе инструментария (например, DP35DP). Так, в течение 2005 было выпущено более одного миллиона систем Intel. Новые мобильные телефоны, настольные компьютеры и серверы, использующие инструментарий, начали производить в 2006 году. Например, все системные платы, которые построены на наборе системной логики Intel 945, используют инструментарий. Однако производимое встраиваемое ПО обычно не включает поддержку EFI и ограничено поддержкой BIOS.

С 2005 года EFI начал применяться в не-ПК архитектурах, таких, как встраиваемые системы на ядре XScale.

EDK включает цель NT32, которая позволяет встраиваемому ПО EFI и приложениям EFI выполняться в приложениях Windows.

В 2008 году компания MSI выпустила линейку системных плат на чипсете Intel P45 с поддержкой EFI,

Операционные системы

Графические возможности

EFI поддерживает графические меню и некоторые возможности, например, осуществленные Aptio или Great Wall UEFI.

Критика

EFI критиковался за то, что он привёл к усложнению системы, не давая существенных преимуществ , из-за отказа от альтернативных реализаций BIOS с полностью открытыми исходными текстами - OpenBIOS и coreboot .

В сентябре 2011 года Matthew Garrett предупредил о том, что условия сертификации компьютеров как совместимых с Microsoft Windows 8, могут привести к появлению компьютеров, на которые невозможно будет установить какую‐либо другую операционную систему. Microsoft заявила, что поставщики могут реализовать возможность добавления других подписей, и позже сделала это обязательным требованием сертификации, однако для устройств на ARM (ранее речь могла идти о мобильных устройствах с ОС Windows Phone , но как раз в те дни Qualcomm объявила о планах выпуска субноутбуков с поддержкой Windows 8) требование противоположное: отключение «безопасной загрузки» (и, соответственно, установка других ОС) должно быть невозможным.

Отличия в процессе загрузки BIOS и UEFI

При разработке UEFI участники форума с самого начала установили четкие рамки для каждого процесса. Процедуру загрузки (PI, Platform Initialization - инициализация платформы)материнской платы, основанной на UEFI, также можно разделить на несколько этапов. Первым из них, следующим непосредственно за включением компьютера,является Pre-EFI Initialization (PEI): система загружает модули инициализации процессора, памяти и чипсета и выполняет их. Затем осуществляется переход в окружение исполнения драйверов (DXE). В этот момент производится активация остальных компонентов, причем одновременно нескольких.

В UEFI можно интегрировать большое количество драйверов, не привязанных к определенной системе. Это значит, что производителям достаточно написать всего одну версию драйвера для всех платформ. Благодаря инициализации драйверов на этом раннем этапе запуска можно получить доступ к сетевой плате, в том числе функциям загрузки по сети или удаленного обслуживания. Кроме того, при активной графической подсистеме можно наслаждаться привлекательно оформленным меню UEFI.

Наибольший выигрыш во времени запуска достигается благодаря тому, что отпадает необходимость в поиске загрузчика на всех устройствах: загрузочный диск назначается в UEFI на этапе установки ОС. Ускорение старта системы не единственное достоинство UEFI. В отдельном EFI-разделе можно хранить множество приложений. Так, еще до загрузки самой ОС можно запустить программу диагностики, антивирусное ПО или утилиту управления системой.

Давно назревший переход на платформу UEFI постоянно откладывался. Теперь это в прошлом, и во многом - благодаря жестким дискам емкостью 3 Тбайт, которые уже доступны в продаже. BIOS ПК, используя классическую MBR винчестера, способна получать доступ только к 2 32 секторам размером 512 байт, то есть максимум к 2 Тбайт (2,2 ТБ) дискового пространства. Seagate использует секторы большего размера с целью сделать всю емкость доступной хотя бы после старта Windows. При этом компьютер на основе BIOS не сможет загрузиться с такого диска. UEFI же работает с таблицей разделов GUID (GPT, GUID Partition Table), в которой размер адреса составляет 64 бита, и поддерживает до 2 64 секторов, то есть способен обращаться к девяти зеттабайтам (9 млрд. терабайт).

Еще одна особенность UEFI - Безопасный протокол загрузки. Он позволяет установить один или несколько подписанных ключей в прошивку системы. После включения, “безопасной загрузки” UEFI предотвращает загрузку исполняемых файлов или драйверов, если они не подписаны одним из заранее установленных ключей. Другой набор ключей (Pkek) позволяет поддерживать связь между ОС и прошивкой. ОС вместе с набором ключей соответствия Pkek, которые организует связь с установлеными в прошивку ключами, может добавлять дополнительные ключи в так называемый “белый список” в прошивке. Естественно, помимо этого она может добавить ключи в “черный список”. Бинарники, которые отметились в черном списке ключей, естественно не будут срабатывать при загрузке.

Windows 8 совместно с UEFI 2.3.1 закрывают дыру в безопасности текущей схемы BIOS, которая позволяет любому загрузчику, в том числе содержащему руткит, загружаться раньше операционной системы. В отличие от BIOS, UEFI будет позволять загружаться только подтверждённым загрузчикам ОС в случае, если разрешена безопасная загрузка. Это означает, что вредоносное ПО в загрузчиках находиться больше не сможет. Microsoft утверждала, что возможность отключить безопасную загрузку UEFI у пользователей все же будет, если поставщики материнских плат реализуют эту функцию. Это позволит устанавливать на персональные компьютеры GNU/Linux и любые другие операционные системы, включая старые Windows. Но здесь уже начинает страдать защита и к тому же Windows 8 работать уже не будет. Позже эта возможность была запрещена для мобильных устройств.

См. также

Примечания

  1. Dong Wei. Beyond BIOS (foreword). Intel Press, 2006. ISBN 978-0-9743649-0-2
  2. Информация о Unified EFI Forum
  3. Информация о драйвере FAT для EFI (требует регистрации)
  4. Информация об оболочке EFI
  5. Intel Platform Innovation Framework для EFI на сайте Intel
  6. Universal Binary Programming Guidelines, Second Edition: Extensible Firmware Interface (EFI) Apple Computer
  7. Framework Overview Intel
  8. Information about EFI on Intel boards
  9. Overview of the Intel Platform Innovation Framework
  10. HP Printers
  11. http://fr.msi.com/img/NEWS/P45-Leaflet_back.pdf
  12. EFI version of Grub (Debian Linux) - Retrieved on 1 May 2008.
  13. x86 EFI boot stub
  14. Образы ядра Linux и первоначального системного окружения должны или располагаться на системном разделе EFI, или данная реализация EFI должна быть способна прочесть их с используемой данной инсталляцией Linux файловой системы
  15. Microsoft Pre-OS Video
  16. Extensible Firmware Interface Microsoft Windows Server TechCenter
  17. Microsoft bombshell: no EFI support for Vista
  18. Mary Jo Foley. Vista SP1 beta 1 to launch in mid-July . ZDNet (8 июля 2007). Архивировано из первоисточника 2 марта 2012. Проверено 20 июля 2007.
  19. Intel shows PC booting Windows with UEFI firmware

BIOS – хорошо известный термин в рядах владельцев компьютеров, который используется уже на протяжении многих лет. Осенью 2017 года Intel сообщила о своих планах полностью отказаться от BIOS на всех своих платформах до 2020 года. Вместо BIOS теперь будет использоваться только UEFI, что может навести многих на логичный вопрос: чем UEFI лучше BIOS и какая вообще между ними разница?

Чип BIOS на материнской плате Gigabyte.

UEFI и BIOS относятся к разряду так называемого «низкоуровневого» программного обеспечения, которое стартует еще до того, как компьютер начнет загружать операционную систему. UEFI - это более современное решение и оно поддерживает большое количество удобных функций, полезных на современных компьютерах. Часто бывает так, что производители называют UEFI на своих компьютерах традиционным словом “BIOS”, чтобы не заплутать пользователя. Все же между UEFI и BIOS большая разница, а современные компьютеры в основном комплектуются именно UEFI.

Что такое BIOS

BIOS – это сокращенно “Basic Input -Out System ” или "базовая система ввода-вывода" . Она живет на специальном чипе внутри материнской платы (на фото выше) и не зависит от того, установлен ли в компьютер жесткий диск. При включении компьютера первым делом включается BIOS. Эта система ответственна за «пробуждение» хардверных компонентов вашего компьютера, проверку их нормального функционирования, активацию загрузчика и дальнейшего старта операционной системы.

Старый как мир BIOS.

Пользователь может настроить большое количество различных параметров внутри BIOS. Конфигурация компонентов, системное время, порядок загрузки и так далее. Зайти в BIOS можно при помощи специальной клавиши во время включения ПК. У разных компьютеров она может быть разной. К примеру, Esc, F2, F10 или Delete. Производитель сам решает, какую выбирать. После изменения настроек все параметры записываются в саму материнскую плату .

BIOS также отвечает за процесс под названием POST – “Power -On Self -Test ” или "проверка при включении" . POST проверяет пригодность конфигурации компьютера и исправность хардверных компонентов. Если что-то идет не так, на экране отображается соответствующая ошибка или же компьютер начинает издавать ряд определенных звуков (также существует понятие POST-кодов и в некоторых материнских платах даже установлен соответствующий дисплей для их отображения). Интенсивность этих звуков зависит от типа ошибки, и чтобы их расшифровать, надо обратиться на сайт производителя или к руководству пользователя.

После завершения POST BIOS ищет Master Boot Record (MBR) или "главную загрузочную запись", которая сохранена на носителе компьютера. Затем инициализируется загрузчик (бутлоадер) и стартует операционная система. В BIOS также часто используется термин CMOS, что расшифровывается как «Complementary Metal -Oxide Semiconductor » или "вспомогательный металл-оксидный полупроводник ". Это обозначение специальной памяти, которая питается от встроенной в материнскую плату батарейки. Память хранит в себе различные настройки BIOS и часто для сброса параметров БИОС советуют извлечь батарейку из материнской платы. В современных компьютерах на смену CMOS пришла флеш-память (EEPROM).

Почему BIOS устарел

BIOS – это очень старая система, которая существовала еще в 1980 году (а разработана была и того раньше), на момент запуска MS-DOS. Конечно, со временем BIOS развивалась и улучшалась, но концепция и основные принципы работы остались прежними. Развитие BIOS фактически нулевое, если сравнивать его с развитием компьютеров и технологий в целом.

Традиционный BIOS имеет много серьезных ограничений. К примеру, он может запустить систему только из раздела объемом не больше 2.1 Тб (максимум 4 раздела) или меньше. В современных реалиях пользователи покупают очень емкие накопители, объем которых часто превышает 4 и даже 8 Тб. BIOS не сможет работать с таковыми носителями. Это обусловлено тем, как работает MBR (главная загрузочная запись использует 32-битные элементы). Кроме того, BIOS работает в 16-битном режиме (так как был разработано еще в 70-х годах) и имеет всего лишь 1 Мб адресуемого пространства для операции. У BIOS также проблемы с инициализацией большого количества компонентов за раз, что приводит к замедленному старту компьютера.

BIOS нуждается в замене уже на протяжении большого периода времени. Intel начала разработку EFI (Extensible Firmware Interface) еще в 1998 году и Apple перешла на использование EFI в 2006 году, когда состоялся переход на архитектуру Intel. В 2007 году Intel, AMD, Microsoft и различные производители компьютеров одобрили спецификацию UEFI – "Unified Extensible Firmware Interface " или "объединенный расширяемый интерфейс встроенного программного обеспечения ". Windows получила поддержку UEFI в Windows Vista SP1 и Windows 7. Сегодня почти все компьютеры используют UEFI вместо BIOS.

Чем UEFI лучше БИОС

UEFI устанавливается вместо BIOS на различных ПК, которые вы можете найти в магазинах электроники. Сразу же надо отметить, что пользователь не может перейти с BIOS на UEFI на существующем железе. Для этого надо приобретать новое железо, которое поддерживает UEFI. Подавляющее большинство UEFI-компьютеров включают в себя BIOS-эмуляцию (зачастую это называется Legacy BIOS) , чтобы пользователь мог установить и загрузить старую операционную систему, для работы которой нужен BIOS. Иными словами, UEFI обратно совместима.

Куда более современный и дружелюбный к пользователю интерфейс UEFI.

Новый стандарт избавился от неприятных ограничений BIOS. Компьютер с UEFI может загружаться с накопителей объемом больше 2.2 Тб. Теоретически, максимальный объем носителя для UEFI составляет 9.4 Зтб (9.4 триллиона гигабайт). Это очень много. Вся суть в том, что UEFI использует схему GPT с 64-битными элементами..

UEFI запускается в 32 и 64-битном режимах, а также имеет больше памяти для работы. Это в свою очередь конвертируется в ускоренную загрузку процессора, и удобство использования. UEFI-системы зачастую имеют красивые интерфейсы с поддержкой ввода с мыши (на скриншоте выше). Есть также и ряд других преимуществ. К примеру, UEFI поддерживает Secure Boot. Это специальная процедура, которая проверяет загружаемую операционную систему и убеждается в том, что во время ее загрузки вредоносное или просто сторонеее программное обеспечение не будет вмешиваться. Также в UEFI есть поддержка различных сетевых функций, что полезно при решении технических проблем с компьютером. В традиционном BIOS пользователь должен иметь физический доступ к компьютеру, тогда как в UEFI есть возможность удаленного доступа для конфигурации.

В целом UEFI – это такая маленькая операционная система. Она может храниться на флеш-памяти материнской платы или же ее можно загрузить из жесткого / сетевого диска. Разные компьютеры с разными UEFI имеют не менее разные интерфейсы и возможности. Все зависит от предпочтений производителя вашего компьютера.

UEFI стало большим обновлением для современных компьютеров, но подавляющее большинство пользователей вряд ли заметит какую-то существенную разницу. Да и многих этот вопрос не интересует вообще. Все же надо понимать, что приход UEFI вместо BIOS стал исключительно положительным эволюционным изменением в мире современных компьютеров, пусть даже все его прелести и новшества остаются спрятанными глубоко в материнской плате компьютера. Сейчас индустрия все еще находится в переходном состоянии от BIOS к UEFI, поэтому все прелести нового стандарта раскроются в ближайшем будущем. Чтобы ускорить этот процесс, Intel решила полностью отказаться от BIOS до 2020 года и это хорошо.