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.
Технология UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), как и BIOS, представляет собой интерфейс встроенного ПО компьютера, и обеспечивает связь между ним и операционной системой. Как и БИОС, интерфейс UEFI (также упоминающийся в русскоязычной компьютерной публицистике как УЕФИ) используется для инициализации аппаратных компонентов компьютера и запуска операционной системы, хранящейся на жестком диске.
Схема позиционирования UEFI в обобщенной структуре взаимодействия компонентов ПК.
BIOS считывает информацию с первого сектора жесткого диска, где содержится главная загрузочная запись (MBR) и выбирает загрузочное устройство, где находится операционная система. Поскольку BIOS – это очень старая система, работающая с середины 1970-х гг, то она до сих пор работает в 16-битном режиме. Это обстоятельство ограничивает количество информации, которое может быть прочитано из системной ROM (постоянной памяти компьютера).
UEFI выполняет ту же задачу, но делает это немного по-другому. Она хранит всю информацию об инициализации и начальной загрузке системы в специальном файле, находящемся на жестком диске в особом разделе ESP (EFI System Partition). Кроме того, ESP содержит загрузочные программы операционной системы, установленной на компьютере.
Процесс загрузки компьютера на основе UEFI и эмуляции традиционной Legacy BIOS
УЕФИ в перспективе предназначена для полной замены BIOS и предлагает много новых функций и улучшений, которые не могут быть реализованы в BIOS:
- Отсутствие ограничений объема разделов и их количества. Для хранения информации о жестком диске БИОС использует главную загрузочную запись (MBR), в то время как UEFI – так называемую GPT (GUID partition table). Основная разница между ними состоит в том, что MBR использует 32-битные элементы, что позволяет системе иметь лишь 4 физических раздела диска, а каждый раздел может быть размером не более 2 терабайт. Что же касается GPT, то она имеет 64-битные элементы, что позволяет системе иметь до 128 разделов размером до зеттабайта (10 21 байт).
- Скорость и производительность. Поскольку технология УЕФИ не зависит от конкретной платформы, то она способна уменьшить время загрузки и увеличить скорость работы компьютера, особенно в том случае, если в системе установлены объемные жесткие диски.
- Безопасность. Самым большим преимуществом UEFI по сравнению с БИОС является безопасность. Она реализуется при помощи технологии Secure Boot (безопасный запуск), поддерживаемой операционной системой Windows 8. Поскольку Secure Boot имеет возможность запрашивать цифровую подпись у загрузочных программ, то интерфейс UEFI позволяет использовать во время загрузки только аутентифицированные драйверы и службы. Secure Boot контролирует процесс загрузки до тех пор, пока операционная система полностью не загружена. Это дает гарантию того, что во время загрузки в компьютер не проникнет вредоносное ПО.
- Обратная совместимость. Для обратной совместимости большинство реализаций УЕФИ на компьютерах архитектуры PC также поддерживают режим Legacy BIOS для дисков с MBR. Для этого в UEFI существует функция CSM (Compatibility Support Module, модуль поддержки совместимости). В случае диска с MBR загрузка производится в том же режиме, что и в системах на основе BIOS. Также возможна загрузка систем на основе BIOS с дисков, имеющих GPT.
- Поддержка сетевой загрузки. УЕФИ может осуществлять загрузку через сеть при помощи технологии Preboot eXecution Environment (PXE). Эта технология поддерживает основные сетевые протоколы, такие, как IPv4 и IPv6, UDP, DHCP и TFTP. Также поддерживается загрузка с загрузочных образов, хранящихся в сетевых хранилищах данных.
- Менеджер загрузки. В стандарте UEFI менеджер загрузки определяется как инструмент, предназначенный для загрузки операционной системы и всех необходимых драйверов. Загрузчики операционной системы хранятся в файлах, к которым может осуществляться доступ со стороны встроенного ПО. УЕФИ поддерживает файловые системы FAT32, а также FAT16 и FAT12 для съемных носителей. UEFI не зависит от загрузочных секторов, хотя ESP отводит для них место в целях обратной совместимости. Загрузчики автоматически определяются программным обеспечением UEFI, что позволяет осуществлять загрузку со съемных носителей.
История возникновения технологии
Технология EFI BIOS изначально была разработана компанией Intel. Сейчас стандарт UEFI разрабатывается организацией UEFI Forum.
Первоначальной мотивацией для разработки EFI были ограничения BIOS, такие, как 16-битный процессорный режим, 1 МБ адресуемого пространства памяти, что было неприемлемо для серьезных серверных платформ, таких, как Itanium. Попытка устранить эти проблемы в 1998 г. первоначально получила название Intel Boot Initiative, а затем была переименована в EFI.
В 2005 году Intel приостановила развитие стандарта EFI на версии 1.10 и передала его Unified EFI Forum, которая развила стандарт в версию UEFI. При этом владельцем исходного стандарта EFI BIOS продолжает оставаться Intel, выдающая лицензии на продукты, основанные на технологии EFI. Версия UEFI 2.1 была выпущена в январе 2007 г. В ней были добавлены возможности шифрования данных, сетевой аутентификации и технология User Interface Architecture. Текущая версия стандарта UEFI 2.4 была принята в июле 2013г.
Критика УЕФИ
В адрес УЕФИ порой высказывается критика, в частности со стороны поборников информационных прав. Например, компьютерный эксперт Рональд Г. Миних, один из разработчиков альтернативной открытой технологии загрузки Coreboot, осуждает EFI как попытку ограничить возможность пользователя полностью контролировать свой компьютер. Кроме того, он считает, что эта технология не решает ни одной из застарелых проблем традиционного BIOS, в частности, потребности в двух драйверах – одного для встроенного ПО, другого – для операционной системы.
Заключение
UEFI – это технология, которая имеет как немало преимуществ, так и недостатки. На сегодняшний день она еще не распространена повсеместно и не поддерживается всеми компьютерами и другими устройствами. Наличие встроенного в UEFI менеджера загрузки означает, что отпадает необходимость в отдельных загрузчиках. Кроме того, эта технология может работать совместно с BIOS(в режиме совместимости - Legacy BIOS) и независимо от нее. При этом BIOS по-прежнему может использоваться там, где не требуется хранить большие объемы данных, а проблема безопасности не является чрезвычайно актуальной.
В BIOS и UEFI современных материнских плат и ноутбуков можно встретить настройку с названием USB Legacy, которая чаще всего расположена в разделах «Advanced» интерфейса микропрограммы. Сегодня мы хотим поговорить о том, зачем существует эта настройка и за что она отвечает.
Практически все компьютеры уже много лет имеют встроенные порты для шины USB, которая используется для подключения большинства периферийных устройств. Чаще всего таковыми являются клавиатуры, мыши и внешние накопители – именно для их корректной работы в БИОСе и предназначена рассматриваемая опция.
Новейшие варианты БИОС, известные как UEFI, поддерживают графический интерфейс для облегчения работы с микропрограммой. В этом интерфейсе активно используется мышь, в отличие от чисто клавиатурного управления в «обычном» BIOS. У протокола USB есть известные ограничения на низкоуровневый доступ, поэтому без активации параметра USB Legacy мыши, которые подключаются в этот разъём, работать в UEFI не будут. Это же касается и USB-клавиатур.
Похожим образом обстоят дела с флешками, однако есть один важный нюанс. Загрузочные накопители с Windows 8 и новее обычно работают и без включения Legacy-режима, тогда как носители с записанной Windows 7 или некоторыми дистрибутивами на ядре Линукс могут не распознаваться. Дело в том, что для записи «семёрки» (или более старых систем Microsoft) либо Linux-based дистрибутивов используется таблица разделов, которая современными UEFI не поддерживается «из коробки», отчего и требуется активировать параметр USB Legacy.
Включение USB Legacy
Активировать в БИОСе режим работы USB для устаревших систем не представляет собой проблемы, и далее мы опишем процедуру для основных вариантов микропрограмм. Само собой разумеется, что первым делом понадобится войти в интерфейс BIOS – для этого потребуется сделать рестарт компьютера и нажать определённую клавишу в процессе загрузки машины.
Phoenix Award BIOS
AMI BIOS
Обратите внимание! Режимы взаимоисключающие: UEFI-флешки не будут работать при активном Legacy!
Другие варианты BIOS
В менее распространённых вариантах интерфейсов микропрограммы следует ориентироваться на возможное местоположение описываемой опции – раздел «Advanced»
либо «USB Ports»
.
Также стоит иметь в виду, что в некоторых случаях поддержки USB Legacy в БИОСе настольного компьютера или ноутбука может попросту не быть – обычно подобное можно встретить в некоторых серверных решениях, OEM-платах или продуктах вендоров второго эшелона.
Заключение
Мы выяснили, что собой представляет USB Legacy Support, определили задачи этой опции и рассмотрели методы её включения в распространённых вариантах BIOS или UEFI.
Как только мы включаем компьютер, в нем немедленно начинает работать миниатюрная операционная система, которую мы знаем как BIOS. Она занимается тестированием устройств, памяти, загрузкой операционных систем, распределением ресурсов аппаратуры. Многие функции этого набора программ (их объем обычно около 256-512 Кб) позволяют поддерживать старые операционные системы вроде MS-DOS, предоставляя им множество возможностей. Со времен PC/AT-8086 BIOS менялся очень мало, а ко времени запуска первых Пентиумов его развитие почти остановилось. Собственно, менять в нем стало нечего, кроме двойного BIOS, поддержки сетевых средств и возможности перепрошивки. А вот минусов стало много: стартовый вход в реальный режим процессора, 16-разрядная адресация и 1 Мб доступной памяти, невозможность иметь «ремонтную» консоль. И, конечно, вечная проблема поддержки жестких дисков. Даже сейчас гарантированно поддерживаются диски до 2,2 Тб, не более.
Компания Intel еще в 2005 года решила поменять BIOS на EFI/UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Система EFI - более продвинутая базовая операционная система. На некоторых платформах Unix и Windows UEFI уже давно работает, но массового перехода пока не свершилось, несмотря на благие намерения. А они таковы:
- Наличие пресловутой консоли для ремонта системных параметров и установки ОС;
- Раздел EFI даёт возможность совершать некоторые действия, не загружая ОС (просмотр фильмов, запуск музыки);
- Вход в Интернет и, следовательно, наличие установленных драйверов сети, стека TCP/IP и т.д.);
- Присутствие графического режима и пользовательских скриптов;
- Поддержка гигантских по объему дисков;
- Хранение UEFI на разделах нового формата (GPT);
- Полная поддержка всей аппаратуры с момента старта.
UEFI может использовать универсальную исполняющую машину вроде JVM для использования аппаратно-независимого кода, а это открывает огромные горизонты для создания «загрузочного» ПО.
Существует и критика этой технологии. В частности, внедрение ее может привести к отсечению от рынка операционных систем новых игроков: для этого всегда найдется в коде какая-нибудь технологическая лазейка. Как, например, невозможность загружать ОС Windows 98 из современных BIOS. Но, что хуже, придется забыть о миллионах программ MS-DOS и других систем, которые опирались в своей работе на функции BIOS. Возможно, они еще будут эмулироваться, но в этом есть сомнения. А среди них наверняка есть и важные программы, которые некому будет переписывать. Впрочем, все это решаемые вопросы – хотя бы за счет виртуальных операционных систем. Но вот то, что появятся новые виды вирусов – это точно, и мы сможем увидеть это довольно скоро.
UEFI BIOS – программное решение, представляющее собой альтернативу системы BIOS, к которой давно привыкло большинство пользователей компьютеров. Нельзя сказать, что это совсем свежая разработка. Работы по созданию интерфейса между ОС и микропрограммами, ответственными за низкоуровневые функции «железа», начались во второй половине 90-х годов. Первоначально этот интерфейс носил название Intel Boot Initiative. Чуть позже название было изменено на EFI.
Первая спецификация этого интерфейса, выпущенная компанией Intel в 2000-ом году, продемонстрировала его явные преимущества перед классическим BIOS . Поэтому его поддержка есть в большинстве современных материнских плат. Сегодня мы поговорим об особенностях и преимуществах UEFI . Но для этого нужно сначала разобраться, что такое BIOS .
Что собой представляет BIOS ?
Это программное решение, встроенное в микросхему на материнской плате. Эта микропрограмма обеспечивает обмен данными между комплектующими элементами компьютера и операционной системой. То есть, за счет BIOS Windows имеет возможность работать с оперативной памятью, материнской платой, процессором, видеокартой и другими компонентами.
BIOS инициализируется намного раньше загрузки Windows . На микропрограмму возлагается задача по проверке всех систем компьютера, которые мы перечислили выше. Кроме того, BIOS задает им нужные параметры функционирования.
В том случае, если во время процедуры POST выявляется неисправный компонент компьютера, то BIOS передаст через маленький динамик кодовую последовательность звуковых сигналов, по которой пользователь может определить, какая именно деталь неисправна.
Почему разработчики ПО и железа решили отказаться от BIOS в пользу UEFI ?
Тому есть несколько причин:
По этим причинам ведущие бренды обеспечивают поддержку UEFI в современных материнских платах.
Основные преимущества UEFI
UEFI в отличие от BIOS является не микропрограммой, а миниатюрной операционной системой
, но при этом она очень многое взяла от своей предшественницы. Задачи UEFI точно такие же, как у БИОС – взаимосвязь программного обеспечения и «железа» компьютера. Новый интерфейс точно так же проверяет оборудование перед запуском загрузчика Windows .
К основным преимуществам UEF I можно отнести:
Новый интерфейс поддерживает управление мышкой.
Он интуитивно понятен и поддерживает множество языков. Его настройка не вызывает никаких проблем.
- UEFI в отличие от БИОС прекрасно работает с жесткими дисками, имеющими GPT .
- БИОС UEFI обеспечивает возможность работы с жесткими дисками объемом более 2-х ТБ.
- Жесткие диски с таблицей GUID работают с новой адресацией LBA .
- Windows в UEFI стартует намного быстрее.
- У UEFI имеется собственный загрузчик, позволяющий использовать на одном компьютере сразу несколько операционных систем без применения специальных загрузчиков.
- БИОС UEFI очень легко и безопасно обновляется.
Что касается “ Secure Boot ”, то эта процедура до сих пор считается сомнительным преимуществом. Как уже говорилось выше, если не отключить ее, то установка каких-либо операционных систем, кроме Windows 8 и 10, будет невозможна.
Есть мнение, что Microsoft активно продвигает процедуру “ Secure Boot ” в целях борьбы с конкурентами , ведь на новые компьютеры нельзя установить не только старые операционные системы Windows , но и ОС сторонних разработчиков. Кто-то скажет, что для решения проблемы достаточно отключить эту процедуру, но тогда пользователь будет лишен всех преимущества работы с жесткими дисками, имеющими GUID.
На все обвинения Microsoft отвечает однотипно – протокол был разработан для безопасности пользователей. И парировать эти слова нечем, ведь “ Secure Boot ” действительно обеспечивает высокий уровень защиты.
Сегодня пользователь можно столкнуться с разными версиями UEFI
. Дело в том, что разработкой интерфейса занимаются производители персональных компьютеров. Поэтому UEFI от разных брендов отличается по внешнему виду и функционалу. Например, во время запуска компьютера пользователь может не увидеть меню для доступа к настройкам интерфейса. Как правило, доступ к ним пользователь позднее может получить непосредственно из ОС Windows . При этом пользователь может исправить ситуацию, выбрав во вкладке «Параметры» режим «Особые варианты загрузки». После перезагрузки при старте будет появляться меню доступных режимов загрузки.
Альтернативный вариант для доступа к настройкам UEFI – нажатие клавиши ESC на клавиатуре при старте компьютера.
UEFI может работать в двух режимах :
- Обычный. Предусматривает полный доступ к опциям интерфейса.
- Legacy . Не рекомендуется устанавливать этот режим совместимости с БИОС в том случае, если объем жесткого диска превышает 2 ТБ. Операционная система может перестать загружаться. Более того, если в системе присутствует диск объемом более 2-х ТБ, то UEFI автоматически активирует обычный режим с его “ Secure Boot ”. Если при этом на диске стояла версия Windows, отличная от 8 и 10, то она не запустится.
Существует третий режим работы UEFI – гибридный, но он пока реализован на малом числе моделей компьютеров.
Еще одна важная особенность UEFI – она не распознает файловую систему NTFS . То есть, нельзя устанавливать ОС с флешек, форматированных в NTFS . Некоторые компьютерные специалисты считают это недостатком нового интерфейса.
Что нужно сделать для установки Windows UEFI ?
Устанавливать Windows через UEFI немного сложнее, чем через БИОС. Сначала пользователю нужно создать загрузочную флешку.
Если пользователь намерен устанавливать Windows 10, то для создания и настройки флешки можно использовать официальную утилиту от Microsoft Media Сreation Tool. Использовать ее очень просто: нужно вставить флешку разъем компьютера запустить утилиту, которая определит все съемные носители в системе и предложит выбрать необходимый вариант. Далее, пользователю нужно будет провести примитивную настройку: выбрать разрядность операционной системы и язык.
Загрузочную флешку можно также сделать с помощью сторонних утилит. Это ненамного сложнее.
Следующий шаг – настройка UEFI БИОС к установке. Для доступа к настройкам интерфейса нужно при запуске компьютера нажать F 2 или Delete . После запуска меню нужно выбрать подраздел «Дополнительно». Во вкладке « boot » нужно выбрать режим поддержки USB с полной инициализацией. На вкладке “ Secure Boot ” не забудьте выбрать режим “ Windows UEFI mode ”. В завершении настройки нужно установить приоритет использования загрузочных устройств. Из имеющегося списка следует выбрать флешку с дистрибутивом ОС.
После этого можно устанавливать Windows .
Если во время установки Windows 8 или 10 появляется сообщение о неправильной настройке secure boot , то, вероятнее всего, пользователь забыл включить процедуру “ Secure Boot ” в UEFI БИОС. Для исправления ошибки достаточно включить режим защищенной загрузки.
Что делать установки Windows 7 через UEFI BIOS ?
При установке Windows 7 через UEFI БИОС пользователь может столкнуться с 2-мя проблемами:
После предварительной настройки UEFI включения и отключения необходимых функций можно приступать к установке ОС с флешки, CD или DVD .
