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 многие
технические нововведения пришлось интегрировать в BIOS «задним числом».
Однако в этой базовой системе есть несколько компонентов, изменение
которых невозможно либо связано с весьма большими трудностями. Приведем
пример: современные 3,5-дюймовые жесткие диски могут хранить уже до 3 Тб
данных. В то же время BIOS (без специальных ухищрений) способна
распознать диск емкостью лишь до 2 Тб. 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.
Базовая
система UEFI содержит больше различных пунктов меню и возможностей, чем
традиционная BIOS. В версии UEFI, называемой Click BIOS, доступной на
материнских платах от компании MSI, основное меню состоит из пяти
пунктов. Меню «Служебная программа» и «Настройка» содержат несколько
подменю, скрывающих большое число дополнительных настроек.
В меню Green Power пользователь найдет настройки энергосбережения процессора.
В меню «Служебная программа» содержатся вспомогательные программы UEFI.
Аббревиатура OC скрывает меню настроек для разгона процессора (overclocking).
Меню «Настройка» содержит подменю с дополнительными настройками.
Меню «Игра» открывает доступ к трем играм, загружаемым с прилагаемого CD.
Пункт «Состояние системы» подскажет, например, какой процессор установлен в ПК.
Самое большое подменю содержит специальные настройки ПК для профессионалов.
Здесь можно сделать резервную копию или установить новую версию UEFI.
Данная функция позволяет произвести тестирование оперативной памяти компьютера.
Live Update обеспечивает возможность обновления UEFI через Интернет.
Здесь пользователь может установить пароль на доступ к настройкам и компьютеру.
Пункт «Загрузка» позволяет определить последовательность загрузочных устройств.
В данном меню пользователь может сохранить все внесенные изменения.
HDD Backup – простая программа для резервного копирования данных жесткого диска.
Этот пункт меню позволяет изменить фоновое изображение интерфейса UEFI.
Где используется UEFI
Компания Apple до сих пор является единственным производителем, который
предлагает свои компьютеры Macintosh исключительно с UEFI. Но мы
уверены, что рано или поздно конкуренты последуют ее примеру. Основные
производители материнских плат уже имеют в своем ассортименте
современные модели на базе UEFI. Можно предположить, что новая система
UEFI получит по-настоящему широкое распространение, когда в наших
компьютерах появятся жесткие диски емкостью более 2 Тб.
В 2011 году UEFI начнет укреплять свои позиции
Большинство новых материнских плат, скорее всего, будут оснащены UEFI.
Особое рвение в этом отношении продемонстрировали такие производители,
как Asrock, ASUS или MSI, предлагающие множество материнских плат для
самостоятельной сборки компьютера. В большинстве моделей используется
чипсет, совместимый с процессорами Intel Core i3, i5, i7 2000-й серии.
Материнские платы с UEFI для процессоров AMD, например для нового Е350,
находятся пока на начальном этапе развития. В сегменте
компьютеров-моноблоков и ноутбуков UEFI сможет утвердиться, скорее
всего, лишь через некоторое время после ПК. Здесь действуют иные
закономерности; к тому же многие производители (пока) опасаются
расходов, связанных с переоснащением.
Статья опубликована в ComputerBild №13/2011 (стр. 56)
