Багато користувачів вважають, що комп'ютер завантажує за допомогою операційної системи, але насправді це правда лише частково. У цьому матеріалі ви дізнаєтеся, як насправді відбувається завантаження ПК, і познайомитеся з такими важливими поняттями, як BIOS, CMOS, UEFI та іншими.

Вступ

Для багатьох людей робота з комп'ютером починається після завантаження операційної системи. І це не дивно, тому що переважна більшість часу, сучасні ПК дійсно використовуються за допомогою зручної графічної оболонки Windows або будь-якої іншої ОС. У цьому, дружньому для нас середовищі, ми не тільки запускаємо програми, програми або ігри, але й здійснюємо налаштування, а також конфігурування параметрів системи під власні потреби.

Але, незважаючи на всю свою мультифункціональність, операційна система може не все, а в деяких ключових моментах, і зовсім просто безсила. Зокрема, це стосується початкового завантаження комп'ютера, яке відбувається повністю без участі. Більше того, від успіху цієї процедури багато в чому залежить запуск самої ОС, який може і не статися у разі проблем.

Для когось це може бути новиною, але насправді Windows не відповідає за завантаження комп'ютера від і до, вона лише продовжує її на певному етапі і закінчує. Ключовим гравцем тут виступає зовсім інша мікропрограма - BIOS, про призначення та основні функції якої ми поговоримо в цьому матеріалі.

Що таке BIOS і навіщо вона потрібна

Ключовими компонентами будь-якого комп'ютерного пристрою є зв'язування процесора та оперативної пам'яті, і це недарма. Процесор по праву називають серцем і мозком будь-якого ПК, оскільки на нього покладено всі основні математичні операції. При цьому всі команди та дані для обчислень ЦПУ може брати лише з оперативної пам'яті. Туди він відправляє і результати своєї роботи. З будь-якими іншими сховищами інформації, наприклад з жорсткими дисками, процесор безпосередньо не взаємодіє.

Ось тут і основна проблема. Для того, щоб процесор зміг почати виконувати команди операційної системи, вони повинні перебувати в ОЗУ. Але під час увімкнення ПК оперативна пам'ять порожня, оскільки є енергозалежною і не може зберігати інформацію, коли комп'ютер вимкнено. При цьому власними силами, без участі системи, комп'ютерні пристрої помістити потрібні дані на згадку не можуть. І тут ми стикаємося із парадоксальною ситуацією. Виходить, що для того, щоб завантажити ОС в пам'ять, операційна система вже повинна бути в оперативній пам'яті.

Для вирішення цієї ситуації, ще на зорі ери персональних комп'ютерів, інженери IBM запропонували використовувати спеціальну невелику програму, що отримала назву BIOS, яка іноді називається початковим завантажувачем.

Слово BIOS(БАйОС) є абревіатурою від чотирьох англійських слів Basic Input/Output System, що у перекладі російською означає: «Базова система вводу/вывода». Таку назву отримав набір мікропрограм, які відповідають за роботу базових функцій відеоадаптерів, дисплеїв, дискових накопичувачів, дисководів, клавіатур, мишей та інших основних пристроїв введення/виведення інформації.

Основними функціями BIOS є початковий запуск ПК, тестування та первинне налаштування обладнання, розподіл ресурсів між пристроями та активація процедури завантаження операційної системи.

Де зберігається BIOS і що таке CMOS

З урахуванням того, що BIOS відповідає за початковий етап завантаження комп'ютера незалежно від його конфігурації, то ця програма повинна бути доступна для базових пристроїв відразу після натискання на кнопку включення ПК. Саме тому вона зберігається не на жорсткому диску, як більшість звичайних програм, а записується в спеціальну мікросхему флеш-пам'яті, розташовану на системній платі. Таким чином, доступ до BIOS та запуск комп'ютера можливий навіть у тому випадку, якщо до ПК взагалі не підключено жодних носіїв інформації.

У перших комп'ютерах для зберігання BIOS використовувалися мікросхеми постійної пам'яті (ПЗУ чи ROM), запис куди самого коду програми одного разу здійснювалася заводі. Дещо пізніше стали використовувати мікросхеми EPROM і EEROM, в яких була можливість у разі необхідності здійснювати перезапис BIOS, але тільки за допомогою спеціального обладнання.

У сучасних персональних комп'ютерах BIOS зберігається в мікросхемах, створених на основі флеш-пам'яті, перезаписувати які можна за допомогою спеціальних програм прямо на ПК в домашніх умовах. Така процедура зазвичай називається перепрошивкоюта потрібно для оновлення мікропрограми до нових версій або її заміни у разі пошкодження.

Багато мікросхем BIOS не розпаюється на материнській платі, як решта компонентів, а встановлюються в спеціальний невеликий роз'єм, що дозволяє замінити її у будь-який момент. Правда, дана можливість навряд чи вам може стати в нагоді, оскільки випадки, що вимагають заміни мікросхеми BIOS, дуже рідкісні і практично не зустрічаються серед домашніх користувачів.

Флеш-пам'ять для зберігання BIOS може мати різну ємність. За старих часів цей обсяг був зовсім невеликим і становив не більше 512 Кбайт. Сучасні ж версії програми стали дещо більшими і мають об'єм у кілька мегабайт. Але в будь-якому випадку на тлі сучасних програм та мультимедійних файлів це просто мізер.

У деяких просунутих системних платах, виробники можуть встановити не одну, а одразу дві мікросхеми BIOS - основну та резервну. У разі, якщо щось станеться з основним чіпом, то комп'ютер завантажуватиметься з резервного.

Крім флеш-пам'яті, в якій зберігається сама BIOS, на системній платі існує ще один вид пам'яті, який призначений для зберігання налаштувань конфігурації цієї програми. Виготовляється він із застосуванням комплементарного метало-оксидного напівпровідника або CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor). Саме цією абревіатурою і називають спеціалізовану пам'ять, в якій містяться дані про запуск комп'ютера, що використовуються BIOS.

CMOS-пам'ять живиться від батарейки, встановленої на материнській платі. Завдяки цьому, при відключенні комп'ютера від розетки всі налаштування BIOS зберігаються. На старих комп'ютерах функції пам'яті CMOS були покладені на окрему мікросхему. У сучасних ПК вона є частиною чіпсету.

Процедура POST та початкове завантаження ПК

Тепер давайте подивимося, як виглядає початковий процес завантаження комп'ютера, і яку роль у ньому грає BIOS.

Після натискання кнопки включення комп'ютера першим запускається блок живлення, починаючи подавати напругу на материнську плату. Якщо воно в нормі, то чіпсет дає команду на скидання внутрішньої пам'яті центрального процесора та його запуск. Після цього процесор починає послідовно зчитувати і виконувати команди, записані в системній пам'яті, роль якої виконує мікросхема BIOS.

На самому початку процесор отримує команду проведення самотестування компонентів комп'ютера ( POST- Power-On Self-Test). Процедура POST включає кілька етапів, проходження більшості яких ви можете спостерігати на екрані ПК відразу після його включення. Послідовність того, що відбувається перед початком завантаження операційної системи, така:

1. Спершу відбувається визначення основних системних пристроїв.

3. Третій крок - налаштування набору системної логіки, чи простіше кажучи, чипсета.

4. Потім відбувається пошук та визначення відеокарти. Якщо в комп'ютері встановлено зовнішній (самостійний) відеоадаптер, він матиме власну BIOS, яку основна системна BIOS шукатиме у певному діапазоні адрес пам'яті. Якщо зовнішній графічний адаптер буде знайдено, то перше, що ви побачите на екрані, буде зображення під назвою відеокарти, сформоване її BIOS.

5. Після знаходження графічного адаптера починається перевірка цілісності параметрів BIOS і стану батарейки. У цей момент на екрані монітора одна за одною починають з'являтися ті самі таємничі білі написи, що викликають трепет у недосвідчених користувачів через нерозуміння того, що відбувається. Але насправді нічого надприродного в цей момент не відбувається, у чому ви самі зараз переконаєтесь. Перший, найвищий напис, як правило, містить логотип розробників BIOS і інформацію про її встановлену версію.

6. Потім запускається тестування центрального процесора, після закінчення якого на дисплеї виводяться дані про встановлений чіп: назву виробника, моделі та його тактова частота.

7. Потім починається тестування оперативної пам'яті. Якщо все проходить вдало, то екран виводиться загальний встановлений обсяг ОЗУ з написом ОК.

8. Після закінчення перевірки основних компонентів ПК, починається пошук клавіатури та тестування інших портів введення/виводу. У деяких випадках на цьому етапі завантаження комп'ютера може зупинитися, якщо системі не вдасться знайти підключену клавіатуру. При цьому на екран відразу буде виведено про це попередження.

9. Далі починається визначення підключених до комп'ютера накопичувачів, включаючи оптичні приводи, жорсткі диски та флеш-диски. Відомості про знайдені пристрої відображаються на екрані. У тому випадку, якщо на системній платі встановлено кілька контролерів від різних виробників, процедура їх ініціалізації може бути відображена на різних екранах.

Екран визначення контролераSerialATA, що має власнийBIOS, з виведенням всіх підключених до нього пристроїв.

10. На завершальному етапі здійснюється розподіл ресурсів між знайденими внутрішніми пристроями ПК. У старих комп'ютерах після цього здійснюється виведення на дисплей підсумкової таблиці з усім виявленим обладнанням. У сучасних машинах таблиця на екран не виводиться.

11. Нарешті, якщо процедура POST пройшла успішно, BIOS починає пошук у підключених накопичувачах Головної Завантажувальної Області(MBR), де містяться дані про запуск операційної системи та завантажувальний пристрій, якому необхідно передати подальше керування.

Залежно від встановленої на комп'ютер версії BIOS, проходження процедури POST може проходити з невеликими змінами від вищеописаного порядку, але в цілому всі основні етапи, які ми вказали, будуть виконуватися при завантаженні кожного ПК.

Програма налаштування BIOS

BIOS є системою, що конфігурується і має власну програму налаштування деяких параметрів обладнання ПК, звану BIOS Setup Utilityабо CMOS Setup Utility. Викликається вона натисканням спеціальної кнопки під час проведення процедури самотестування POST. У настільних комп'ютерах найчастіше цієї мети використовується клавіша Del, а ноутбуках F2.

Графічний інтерфейс утиліти конфігурування обладнання дуже аскетичний і майже не змінився з 80-х років. Усі налаштування тут здійснюються лише за допомогою клавіатури – робота миші не передбачена.

CMOS/BIOS Setup має масу налаштувань, але найбільш затребуваним, які можуть знадобитися пересічному користувачеві, можна віднести: установку системного часу і дати, вибір порядку завантажувальних пристроїв, включення/відключення вбудованого в материнську плату додаткового обладнання (звукових, відео або мережевих адаптерів) , управління системою охолодження та моніторинг температури процесора, а також зміна частоти системної шини (розгін).

У різних моделей системних плат кількість параметрів BIOS може сильно відрізнятися. Найбільш широкий спектр налаштувань зазвичай мають дорогі системні плати для настільних ПК, орієнтовані на ентузіастів, любителів комп'ютерних ігор та розгону. Найгірший же арсенал, як правило, у бюджетних плат, розрахованих на встановлення в офісні комп'ютери. Також не блищать різноманітністю налаштувань BIOS переважна більшість мобільних пристроїв. Більш детально про різні налаштування BIOS та їх вплив на роботу комп'ютера ми поговоримо в окремому матеріалі.

Розробка BIOS та оновлення

Як правило, практично для кожної моделі системної плати розробляється власна версія BIOS, в якій враховуються її індивідуальні технічні особливості: тип чіпсету, що використовується, і види розпаяного периферійного обладнання.

Розробку BIOS можна поділити на два етапи. Спочатку створюється базова версія мікропрограми, у якій реалізовуються всі функції, незалежно від моделі чипсета. На сьогоднішній день, розробкою подібних версій займаються в основному компанії American Megatrends (AMIBIOS) і Phoenix Technologies, що поглинула в 1998 тодішнього великого гравця на цьому ринку - Award Software (AwardBIOS, Award Modular BIOS, Award WorkstationBIOS).

На другому етапі до розробки BIOS підключаються виробники материнських плат. У цей момент базова версія модифікується та вдосконалюється для кожної конкретної моделі плати з урахуванням її особливостей. При цьому після виходу системної плати на ринок робота над її версією BIOS не зупиняється. Розробники регулярно випускають оновлення, в яких можуть бути виправлені знайдені помилки, додано підтримку нового обладнання та розширено функціональні можливості програми. У деяких випадках оновлення BIOS дозволяє вдихнути друге життя у, здавалося б, вже застарілу материнську плату, наприклад, додаючи підтримку нового покоління процесорів.

Що таке UEFI BIOS

Базові принципи роботи системної BIOS для настільних комп'ютерів були сформовані у далеких 80-х роках минулого століття. За минулі десятиліття комп'ютерна індустрія бурхливо розвивалася і цей час постійно траплялися ситуації, коли нові моделі пристроїв виявлялися несумісними з певними версіями BIOS. Щоб вирішувати ці проблеми, розробникам завжди доводилося модифікувати код базової системи введення/виводу, але в результаті цілий ряд програмних обмежень так і залишився незмінним з часів перших домашніх ПК. Така ситуація призвела до того, що BIOS у своєму класичному варіанті остаточно перестав задовольняти вимоги сучасного комп'ютерного заліза, заважаючи його поширенню в масовому секторі персоналок. Стало зрозуміло, що треба щось міняти.

У 2011 році, із запуском у виробництво материнських плат для процесорів Intel покоління Sandy Bridge, що встановлюються в роз'єм LGA1155, почалося масове впровадження нового програмного інтерфейсу для початкового завантаження комп'ютера – UEFI.

Насправді перша версія цієї альтернативи звичайної BIOS була розроблена та успішно використана компанією Intel у серверних системах ще наприкінці 90-х років. Тоді новий інтерфейс для початкового завантаження ПК називався EFI (Extensible Firmware Interface), але вже в 2005 році його нова специфікація отримала назву UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). На сьогодні ці дві абревіатури вважаються синонімами.

Як бачите, виробники системних плат не надто поспішали переходити до нового стандарту, до останнього намагаючись удосконалювати традиційні варіації BIOS. Але очевидна відсталість цієї системи, включаючи її 16-бітний інтерфейс, не можливість використовувати більше 1 Мб адресного простору пам'яті, відсутність підтримки накопичувачів об'ємом більше 2 Тб та інші постійні нерозв'язні проблеми сумісності з новим обладнанням все ж таки стали серйозним аргументом для переходу на нове програмне рішення .

Які зміни приніс із собою новий завантажувальний інтерфейс, запропонований Intel і в чому його відмінності від BIOS? Як і у випадку з BIOS, основним завданням UEFI є коректне визначення обладнання відразу після включення ПК та передачі управління комп'ютером операційній системі. Але при цьому зміни в UEFI настільки глибокі, що порівнювати її з BIOS було б просто некоректно.

BIOS - це практично незмінний програмний код, що вшитий у спеціальну мікросхему і взаємодіє безпосередньо з комп'ютерним обладнанням за допомогою власних програмних засобів. Процедура завантаження комп'ютера за допомогою BIOS проста: відразу після ввімкнення комп'ютера здійснюється перевірка обладнання та завантаження простих універсальних драйверів для основних апаратних компонентів. Після цього BIOS знаходить завантажувач операційної системи та його активує. Далі відбувається завантаження ОС.

Систему UEFI можна назвати прошарком між апаратними компонентами комп'ютера, з їх власними мікропрограмами-прошивками, і операційною системою, що дозволяє їй виконувати функції BIOS. Але на відміну від BIOS, UEFI є модульним програмованим інтерфейсом, що включає тестові, робочі та завантажувальні сервіси, драйвери пристроїв, протоколи комунікацій, функціональні розширення та власну графічну оболонку, що робить його схожим на сильно полегшену операційну систему. При цьому інтерфейс користувача в UEFI сучасний, підтримує управління мишею і може бути локалізований на кілька мов, включаючи російську.

Важливою перевагою EFI є її кросплатформність та незалежність від процесорної архітектори. Специфікації цієї системи дозволяють працювати їй практично з будь-якою комбінацією чіпів, чи то архітектурою х86 (Intel, AMD) чи ARM. Більше того, UEFI має прямий доступ до всього апаратного забезпечення комп'ютера та платформно незалежних драйверів, що дає можливість без запуску ОС організувати, наприклад, вихід в інтернет або резервне копіювання дисків.

На відміну від BIOS, код UEFI і вся її службова інформація може зберігатися не тільки в спеціальній мікросхемі, але і на розділах як внутрішніх, так і зовнішніх жорстких дисків, а також мережевих сховищах. У свою чергу, той факт, що завантажувальні дані можуть розміщуватись на містких накопичувачах, дозволяє за рахунок модульної архітектури наділяти EFI багатими функціональними можливостями. Наприклад, це можуть бути розвинені засоби діагностики або корисні утиліти, які можна буде використовувати як на етапі початкового завантаження ПК, так і після запуску ОС.

Ще однією ключовою особливістю UEFI є можливість роботи з жорсткими дисками величезних обсягів, що розмічені за стандартом GPT (Guid Partition Table). Останній не підтримується жодною модифікацією BIOS, оскільки має 64-бітові адреси секторів.

Завантаження ПК на базі UEFI, як і у випадку з BIOS, починається з ініціалізації пристроїв. Але при цьому дана процедура відбувається набагато швидше, тому що UEFI може визначати відразу кілька компонентів одночасно в паралельному режимі (BIOS ініціалізує всі пристрої по черзі). Потім відбувається завантаження самої системи UEFI, під керуванням якої виконується будь-який набір необхідних дій (завантаження драйверів, ініціалізація завантажувального накопичувача, запуск завантажувальних служб і т.д.), і тільки після цього здійснюється запуск операційної системи.

Може здатися, що така багатоступінчаста процедура повинна збільшити загальний час завантаження ПК, але все відбувається навпаки. З UEFI система запускається набагато швидше завдяки вбудованим драйверам і власному завантажувачу. У результаті перед стартом ОС отримує вичерпну інформацію про апаратну начинку комп'ютера, що дозволяє запускатися їй протягом декількох секунд.

Незважаючи на всю прогресивність UEFI, все ж таки існує ряд обмежень, що стримують активний розвиток і поширення цього завантажувача. Справа в тому, що для реалізації всіх можливостей нового завантажувального інтерфейсу потрібна повноцінна його підтримка операційними системами. На сьогоднішній день повною мірою використовувати можливості UEFI дозволяє лише Windows 8. Обмежену підтримку нового інтерфейсу мають 64-розрядні версії Windows 7, Vista та Linux на ядрі 3.2 та вище. Також можливості UEFI використовуються в завантажувальному менеджері BootCamp компанією Apple у власних системах Mac OS X.

Ну а як відбувається завантаження комп'ютера з UEFI, якщо на ньому використовуються непідтримувана операційна система (WindowsXP, 32-бітна Windows 7) або файлова розмітка (MBR)? Для таких випадків у новий завантажувальний інтерфейс вбудовано модуль підтримки сумісності(Compatibility Support Module), по суті, що представляє собою традиційну BIOS. Саме тому можна бачити, як багато сучасних комп'ютерів, оснащених системними платами з UEFI, завантажується традиційним способом в режимі емуляції BIOS. Найчастіше це відбувається тому, що їхні власники продовжують використовувати розділи HDD із традиційною MBR і не хочуть переходити до розмітки GPT.

Висновок

Цілком очевидно, що, на відміну від традиційної BIOS, інтерфейс UEFI здатний набагато більше, ніж просто процес завантаження. Можливість запуску робочих сервісів та додатків, як на початковому етапі завантаження ПК, так і після запуску операційної системи відкриває широкий спектр нових можливостей як для розробників, так і кінцевих користувачів.

Але при цьому говорити про повну відмову найближчим часом від базової системи введення/виводу поки що передчасно. Насамперед слід згадати, що досі більшість комп'ютерів перебувають під керуванням WindowsXP та 32-бітної Windows 7, які не підтримуються UEFI. Та й жорсткі диски, розмічені за стандартом GPT, здебільшого можна зустріти хіба що в нових моделях ноутбуків на базі Windows 8.

Так що до тих пір, поки більшість користувачів через свої звички або ще будь-які причини, будуть прив'язані до старих версій ОС і традиційних способів розмітки вінчестерів, BIOS так і залишатиметься основною системою для початкового завантаження комп'ютера.

Біос UEFI наробив багато шуму в цифровому світі, а так як на всіх нових комп'ютерах і ноутбуках вже встановлений даний інтерфейс, нам на пошту прийшов цілий мішок листів, що стосуються цієї теми. Запитання насамперед такого характеру.

Що таке Біос UEFI і чому він прийшов на заміну звичайному Біо? Чому на ноутбук з БІОС UEFI можна встановити тільки Windows 8, а ніяку іншу операційну систему або все-таки іншу операційну установку можна встановити, тоді як це зробити?

Чому на ноутбук з Біос UEFIне можна інсталювати Windows 8 іншої редакції?

Біос UEFI

Прочитавши всі листи, я вирішив відповісти на них однією статтею і так, щоб все було зрозуміло навіть користувачу-початківцю.

Немаловажним стимулом для написання цієї статті став ще той факт, що за моїми спостереженнями дуже багато людей, які купують нові комп'ютери з SSD накопичувачем і материнською платою UEFI, що підтримує новий інтерфейс, відразу відключають даний інтерфейс і встановлюють собі Windows 8 на жорсткий диск зі застарілим головним завантажувальним записом MBR.

Який тоді сенс було купувати новий дорогий комп'ютер за 30-40 тисяч рублів з SSD накопичувачем і БІОС UEFI безсумнівно дає переваги перед простим БІОС. Ви запитаєте - Які переваги? Ось про це я хочу поговорити з Вами.

БІОС UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) – інтерфейс між операційною системою та мікропрограмами, що керують низькорівневими функціями обладнання. Розробка компанії Intel. Історія створення інтерфейсу UEFI йде з першої половини 90-х років і спочатку він називався Intel Boot Initiative (Завантажувальна Ініціатива Intel), пізніше було дано іншу назву EFI. Перша специфікація EFI 1.02 була випущена Intel у 2000-му році.

Всі ми знаємо, що таке БІОС, так правильно, це «базова система введення/виводу», а по-людськи - це мікропрограма вбудована в просту мікросхему, яка в свою чергу знаходиться на материнській платі. Так ось, ця мікропрограма (БІОС) є посередником між встановленою операційною системою та комплектуючими встановленими на комп'ютері. Тобто БІОС пояснює операційній системі як можна функціонально використовувати всі комплектуючі комп'ютера: материнську плату, процесор, відеокарту, оперативну пам'ять і так далі. БІОС запускається раніше операційної системи і одночасно здійснює перевірку (процедура POST) всього апаратного забезпечення комп'ютера перерахованого вище: процесора, материнки та іншого, задаючи необхідні параметри їх роботи. При несправності якогось комплектуючого БІОС видає через вбудований динамік сигнал, характером якого можна зрозуміти, який саме пристрій несправно.

Коротше, БІОС виявляється досить важлива штука на комп'ютері, але... на сьогоднішній день друзі, на зміну БІОС прийшов набагато досконаліший інструмент під назвою UEFI.

Чим не влаштував звичайний Біос?

Ось найважливіші причини.

1) При включенні комп'ютера, БІОС крім перевірки комплектуючих на справність, перевіряє всі жорсткі диски на предмет головного завантажувального запису MBR (master boot record), який знаходиться в нульовому секторі і має розмір 512 байт, при знаходженні завантажувального запису, БІОС запускає на виконання завантажувальний запис код у MBR, далі завантажується операційна система. На комп'ютері зі звичайним БІОС і жорстким диском (має головний завантажувальний запис MBR (Master Boot Record)), адресація томів зроблена таким чином, що максимальний простір, що адресується, на жорсткому диску може становити максимум 2ТБ, тобто операційна система НЕ побачить більше 2ТБ дискового простору на жорсткому диску об'ємом 3ТБ, що погодьтеся, при нинішніх об'ємах жорстких дисків не дуже зручно.

2) На комп'ютерах зі звичайним БІОС, жорсткі диски (мають головний завантажувальний запис MBR) мають обмеження на створення первинних розділів, тобто на диску MBR можна створити лише 4 первинні розділи - три основних та один додатковий розділ, в якому можна створювати логічні диски, на логічний можна встановити операційну систему, але вона не запускатиметься без диспетчера завантаження на основному розділі). А БІОС UEFI працює з жорсткими дисками, які мають таблицю розділів GUID (GPT), такі вінчестери можна розбити на 128 первинних розділів.

3) Ну і найголовніше, Біос UEFI набагато безпечніше. Не секрет, що вже давно існує руткіт, здатний впровадити в мікросхему Біос свій код і завантажити себе раніше операційної системи, отримавши цим сам безмежне управління самою системою. У БІОС UEFI це неможливо, в ньому існує безпечна процедура завантаження Secure Boot,

Заснована на спеціальних сертифікованих ключах від Microsoft. Забігаючи вперед, скажу, що через це найбезпечніше завантаження звичайні користувачі не можуть встановити на комп'ютери з БІОСом UEFI нічого крім Windows 8, оскільки тільки Windows 8 на сьогоднішній день має ці сертифіковані ключі (далі в статті більш повна інформація про це ).

Переваги БІОС UEFI

Отже, давайте все ж таки розберемо по порядку новий БІОС UEFI і дізнаємося його основні переваги перед звичайним БІОС. Інтерфейс UEFI це міні-операційна система або іншими словами вдосконалений і повністю перероблений механізм, який незабаром повністю витіснить БІОС. По-перше, UEFI взяв багато від свого попередника і призначений насамперед для взаємозв'язку операційної системи та встановленого на комп'ютері заліза, тобто всіх комплектуючих комп'ютера. Інтерфейс UEFI повинен протестувати при включенні комп'ютера все обладнання на справність та передати далі естафетну паличку завантажувачу операційної системи.

1) Біос UEFI має свій дуже зручний і зрозумілий графічний інтерфейс управління з підтримкою миші. Є підтримка російської мови.

2) БІОС UEFI працює з жорсткими дисками, що мають таблицю розділів GUID (GPT), такі вінчестери можна розбити на 128 первинних розділів (до речі, на диску MBR можна створити лише 4 первинні розділи - три основні та один додатковий розділ, в якому можна створювати логічні диски , на логічний можна встановити операційну систему, але вона не запускатиметься без диспетчера завантаження на основному розділі).

3) БІОС UEFI дає можливість використовувати жорсткі диски об'ємом більше 2 Тбайт, максимальний обсяг розділу може досягати 18 екзабайт (18 000 000 терабайт). На комп'ютері зі звичайним БІОС встановлена ​​операційна система НЕ побачить більше 2,2 ТБ дискового простору, що звичайно незручно.

4) Жорсткі диски, що мають таблицю розділів GUID (GPT), працюють тільки з адресацією LBA, на відміну від вінчестерів MBR, що працюють зі застарілою адресацією CHS.

6) На жорстких дисках GUID (GPT) легше відновити втрачені дані.

7) БІОС UEFI має свій менеджер завантаження, який дуже зручно використовувати за наявності на комп'ютері безлічі операційних систем, відпадає необхідність у використанні спеціальних завантажувачів, на зразок EasyBCD.

8) БІОС UEFI набагато легше оновити, ніж простий БІОС.

9) GPT є більш безпечним, ніж MBR, оскільки таблиця розділів записана на початку та в кінці диска, забезпечуючи дубляж.

Протокол безпечного завантаження Secure Boot
Але найголовніша особливість механізму UEFI, яка завдає клопоту користувачам, трапляється при перевстановленні Windows 8 на новому комп'ютері або ноутбуку. У БІОС UEFI є такий протокол безпечного завантаження «Secure Boot», заснований на спеціальних сертифікованих ключів, які має тільки Windows 8 від Майкрософт іМайкрософт вимагає від усіх виробників комп'ютерів і ноутбуків з попередньо встановленим Windows 8 включення за замовчуванням безпечного протоколу завантаження Secure Boot.

Маючи у своєму дистрибутиві такі ключі Windows 8 при своїй установці на комп'ютер будь-якого виробника успішно проходить протокол безпечного завантаження UEFI «Secure Boot», але жодна зі старих операційних систем Windows, а також дистрибутиви Ubuntu або Linux таких ключів не мають. Ось тому, якщо на вашому ноутбуці БІОС UEFI, то жодну іншу операційну систему встановити на такий ноутбук не вийде, вихід лише один,

але тоді встановлювати потрібну вам операційну систему ви будете на диск MBR і втратите всі переваги роботи з жорстким диском, що має стиль GUID (GPT).

Звичайно у багатьох користувачів з'являться думки, що таким чином Майкрософт позбавляється конкурентів, але Майкрософт успішно парує такі нападки пояснюючи, що інтерфейс UEFI з усіма його протоколами та безпечними завантаженнями"Secure Boot" розроблений в першу чергу для нашої з вами безпеки і з ним важко не погодитися (про руткіт, який здатний записати в звичайний БІОС свій код, я вже говорив на початку статті).

Уважні читачі можуть запитати, а чому б, все того ж Linux не домовитися з Майкрософт і виробниками комп'ютерів і не отримати ці ключі. Відповідь я знайшов у блозі одного з розробників ядра Linux – Метью Гаррета (Matthew Garrett),

Метью Гаррет

виявляється це важко як фізично (на це піде багато часу, тому що потрібно домовитися спочатку з Майкрософт, потім доведеться домовлятися з кожним виробником комп'ютерів окремо), так і юридично (проблеми пов'язані з завантажувачем GRUB 2 ліцензованому на умовах ліцензії GPLv3).

Чимало читачів цікавляться, а чи можна зробити завантажувальну флешку UEFI з операційною системою Windows 7?

Комп'ютери з кожним днем ​​розвиваються все більше і це дозволяє їм працювати ще краще та надійніше. Багато хто вже, напевно, чув про BIOS, а якщо вже встановлювали Linux, то, напевно, знаєте що це таке і вже мали досвід налаштування. Ви, швидше за все, помітили, що BIOS важко налаштовувати та використовувати. Це програмне забезпечення низького рівня, і воно залишається незмінним протягом двох останніх десятиліть. Через це зараз технологію BIOS можна вважати застарілою і потребує заміни.

Нова система - UEFI з часом витіснить BIOS, але, як і більшість нових технологій, її реалізація рухається дуже повільно і довго. Користувачі втрачають важливість операційної системи низького рівня, саме цей недолік намагається закрити UEFI. У цій статті ми розглянемо чим відрізняється uefi від bios, спробуємо з'ясувати, що краще bios або uefi, а також визначимо, що краще використовувати.

BIOS розшифровується як Basic Input/Output System або російською - базова система введення та виведення. Це програмне забезпечення низького рівня, яке забезпечує прошарок між апаратними засобами комп'ютера та операційною системою.

BIOS запускається як тільки ви включаєте комп'ютер, виконується перевірка та тестування обладнання, а потім вже завантаження завантажувача операційної системи.

Плата BIOS вбудована в кожну материнську плату і, крім підготовки обладнання BIOS, може стати в нагоді ще в ряді випадків. Оскільки BIOS не залежить від операційної системи, можна отримати доступ до її налаштувань без встановленої ОС. Крім того, можна налаштувати різні параметри обладнання – частоту процесора та пам'яті, робочу напругу, затримку тощо. Це дозволяє виконати тонке налаштування комп'ютера та отримати максимальну продуктивність.

Взагалі кажучи, це все, чим займається BIOS, тут є лише псевдографічний інтерфейс, керування за допомогою кнопок і лише установки обладнання. Завантажувач BIOS бере з головного завантажувального запису – MBR, і завантажувач може бути лише один. Звичайно, ніякої мови про вибір завантажувача і бути не може.

Що таке UEFI?

UEFI, або Unified Extensible Firmware Interface, заснований на EFI - розробці компанії Intel, яка має замінити BIOS. Розроблено стандарт EFI протягом кількох останніх років і вже почав набирати більшої популярності, оскільки виробники починають використовувати його на своїх пристроях замість застарілої технології BIOS.

UEFI підтримує всі функції, які були реалізовані в BIOS, а також багато нових функцій, що робить її кращим рішенням для використання на сучасних комп'ютерах.

Тут, окрім ініціалізації обладнання, читання налаштувань із енергонезалежної пам'яті та запуску завантажувача підтримується ще велика кількість функцій. Можна сміливо сказати, що це операційна система низького рівня. Це головна відмінність bios від uefi. Тут підтримка драйверів обладнання, а звідси підтримка миші та графічної карти також є повноцінна консоль з підтримкою запуску додатків, мережі та роботи з обладнанням. Аж до того, що ви можете не тільки копіювати та переміщувати файли у підтримуваних файлових системах, але й програвати диски або музику, якщо це підтримується програмами EFI.

Незважаючи на значну перевагу в порівнянні з BIOS, у UEFI є деякі обмеження на 32 бітних процесорах. 64 бітні процесори повністю підтримують UEFI, а ось 32 бітні не підтримують частину функцій і операційна система повинна емулювати для них середовище BIOS, щоб нормально працювати.

На багатьох пристроях можна використовувати два режими legacy bios або UEFI. Під час цього багато корисних функцій губляться. Виробники процесорів та розробники операційних систем працюють разом, щоб виправити цю проблему і у них непогано виходить.

Визначити UEFI або BIOS використовується на вашому комп'ютері дуже просто можна просто подивитися на інтерфейс налаштування комп'ютера перед завантаженням. Я думаю, ви вже тут все зрозумієте.

Яка технологія краща?

Стара технологія BIOS була промисловим стандартом протягом останніх двадцяти років і за цей час він не отримав великої кількості змін через такі обмеження, як тільки один мегабайт пам'яті, 16-бітових інструкцій та таблиці розмітки диска MBR, яка підтримує жорсткі диски максимум 2 Тб і не більше ніж на чотири розділи. Двадцять років тому цього було цілком достатньо, але за сучасних стандартів такі обмеження надто жорсткі.

Крім того, гнучкість UEFI необхідна для доступних технологій вже зараз або тих, які стануть доступними в майбутньому. Обмеження BIOS в один мегабайт створювало дуже велику кількість проблем розробникам обладнання, але тепер місця для завантаження драйверів пристроїв вистачить.

UEFI має модульну структуру і завдяки таблиці розділів GPT може підтримувати 128 розділів розміром до 8 екзабайт. Також тут забезпечується тісніша інтеграція з операційною системою. Дуже важливим компонентом UEFI є підвищення безпеки. Це важлива відмінність bios від uefi. Користувачі можуть встановлювати лише зареєстровані операційні системи. Кожній операційній системі видається ключ, вбудований у її завантажувач, а система UEFI зчитує цей ключ і порівнює його зі своєю базою даних. Якщо цього ключа немає у базі даних, операційній системі не буде дозволено завантажитись. Це могло б викликати багато проблем з дистрибутивами Linux, але ця проблема була вирішена. До того ж, користувачі можуть самі додавати ключі до бази даних.

Завдяки модульній структурі UEFI нові функції можуть бути додані пізніше і тим самим розширити існуючу систему. Це робить таку систему більш перспективною та простою у використанні.

Використовувати нові системи UEFI набагато простіше, вони мають повноцінний графічний інтерфейс з покажчиком миші та інтуїтивно зрозумілим меню. Ви маєте можливість все дуже просто налаштувати. Окрім того, виробники материнських плат можуть розробляти різноманітні програмні модулі UEFI, які дозволять легко тестувати різне обладнання.

Загалом, якщо порівнювати UEFI та BIOS, то перша перемагає завдяки своїй модульності, розширюваності, а також незалежним драйверам та простоті використання. Мине деякий час, поки користувачі зможуть вибрати BIOS або UEFI і нова технологія повільно замінить стару. Все більше і більше виробників застосовують UEFI на своїх платах та комп'ютерах і все рідше використовуються 32-бітові процесори. Але, як і з усіма іншими досягненнями в галузі комп'ютерної техніки, для переходу на UEFI буде потрібно багато часу. Ви тепер знаєте, чим відрізняється uefi від bios і зможете зробити правильний вибір при покупці нового пристрою.

Масовий перехід на UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) вже розпочався. Microsoft вимагає використовувати цей інтерфейс на всіх комп'ютерах, які будуть поставлятися з Windows 8. Точніше, йдеться про UEFI з функцією Secure Boot. При цьому без проблем працювати на подібних ПК може лише "вісімка": ні Windows XP, ні "сімка" не вдасться встановити на UEFI-машину без додаткових маніпуляцій. З флеш-накопичувача Linux Live або Windows завантажитись теж не вийде. Що саме може статися, якщо спробувати запуститися з флешки на ноутбуці Sony VAIO, показано на картинці вгорі. І на цьому проблеми із UEFI не закінчуються. Кожен виробник апаратних компонентів на власний розсуд конфігурує UEFI, створюючи для користувача непотрібні труднощі. Лептоп IdeaPad від Lenovo і зовсім не зміг розпізнати той самий флеш-накопичувач як завантажувальний носій. При цьому Lenovo ні в чому дорікнути: справа в тому, що флешка завантаження відформатована у файловій системі NTFS, а UEFI не підтримує завантаження з таких носіїв. Якщо підключити цей же накопичувач до ноутбука EliteBook від HP, він завантажиться без проблем і дозволить виконати установку Windows. Проблема полягає в тому, що всі дані, що були на диску EliteBook, після встановлення виявилися б віддаленими.

Кожен конфігурує по-своєму

Ви збентежені? Не дивно: UEFI з функцією Secure Boot встановлює нові правила інсталяції та завантаження операційних систем, а виробники апаратних засобів по-своєму трактують ці правила, що створює для користувача додаткові складності. Тому в рамках цієї статті ми поставили собі за мету усунути плутанину навколо UEFI. На прикладі ноутбуків від основних виробників ми розповімо, як працює UEFI, яка роль відводиться функції Secure Boot, як обійти «пастки», що розставляються новим інтерфейсом, і що потрібно для того, щоб використовувати завантажувальні флеш-накопичувачі, не побоюючись ніяких руйнівних наслідків.

Як працює UEFI

UEFI завантажується суворо відповідно до встановлених правил. Якщо ОС не підтримує UEFI, активується режим емуляції BIOS. Процес завантаження ПК на основі BIOS досить простий: після натискання кнопки включення запускається BIOS, яка перевіряє стан обладнання та завантажує мікропрограмне забезпечення – прості драйвери для окремих апаратних компонентів. Після цього BIOS виконує пошук завантажувача ОС та активує його. Той, у свою чергу, завантажує операційну систему або виводить на екран список доступних ОС.

Комп'ютери на базі UEFI завантажуються аналогічним чином лише до пошуку параметрів завантаження. Після цього все відбувається інакше. UEFI має власний завантажувач ОС із інтегрованими менеджерами запуску встановлених систем. Для нього на диску створюється невеликий розділ (100-250 Мбайт), відформатований у файловій системі FAT32, який називається Extensible Firmware Interface System Partition (системний розділ мікропрограмного інтерфейсу, що розширюється, ESP). На ньому є драйвери апаратних компонентів, до яких може отримувати доступ запущена операційна система. Загальне правило таке: за винятком DVD, UEFI може завантажуватись тільки з носія, відформатованого у файловій системі FAT32.

UEFI – складний механізм

ESP має свої переваги: ​​завдяки драйверам UEFI і завантажувачу ОС, Windows запускається швидше і адекватніше реагує на критичні помилки драйверів. Але інтерфейс UEFI накладає й обмеження: він дозволяє встановлювати ОС тільки жорсткі диски, які розмічені за стандартом GPT. Останній не підтримується жодною версією BIOS, оскільки, на відміну традиційної схеми розмітки (MBR), використовує адреси секторів довжиною 64 біта. Крім Windows 8 інтерфейс UEFI підтримують лише 64-бітові версії Windows Vista та 7, а також Linux з ядром 3.2 та вище. Більш того, для ПК, сертифікованих для роботи з "вісімкою", компанія Microsoft пропонує використання опції Secure Boot. У цьому режимі UEFI запускає лише підтверджені завантажувачі ОС, які містять драйвери із цифровим підписом Microsoft.

Поряд з Windows 8 тільки завантажувач Shim (Linux) має драйвери з необхідними для Secure Boot підписами. В інших ОС вони відсутні. Тому, якщо ви захочете встановити на подібному комп'ютері окрім «вісімки» ще й Windows 7 або Vista, необхідно відкрити меню UEFI та вимкнути Secure Boot. Якщо в якості другої ОС ви оберете несумісну з UEFI, вам потрібно буде задіяти модуль підтримки сумісності (Compatibility Support Module, CSM), який можна включити до UEFI. На жаль, виробники використовують різні версії UEFI, і іноді складно зрозуміти, як вимкнути Secure Boot та перейти в режим емуляції BIOS. Ці питання ми розглянемо далі.

Процес завантаження ПК на основі UEFI

Залежно від конфігурації, UEFI або самостійно завантажує комп'ютер, або переходить у режим емуляції стандартної BIOS. Тільки після цього запускається менеджер завантаження Windows.

Встановлення Windows на ПК з UEFI та функцією Secure Boot

На ПК з Windows 8 на базі UEFI Secure Boot інші версії ОС можна інсталювати лише за певних умов. Користувач повинен заздалегідь вибрати правильний режим завантаження і підготувати відповідний флеш-накопичувач.

Увімкнення режиму емуляції BIOS

Повна плутанина: спосіб переходу в режим емуляції BIOS залежить від версії UEFI. На Sony VAIO (1) необхідно активувати опцію Legasy, на ASUS Zenbook (2) - Launch CSM.

Налаштування UEFI

Кожен виробник використовує у ноутбуках та ультрабуках свою версію UEFI. При цьому він відкриває доступ не до всіх потрібних функцій. Найчастіше під час завантаження ПК або лептопа на дисплей не відображається назва кнопки, за допомогою якої можна викликати меню налаштувань UEFI. Ми пропонуємо зробити так: в інтерфейсі Metro перейдіть в меню «Параметри | Змініть параметри комп'ютера» на бічній панелі та активуйте пункт «Загальні | Особливі варіанти завантаження». Після перезапуску з'явиться менеджер завантаження операційної системи, який дозволить відкрити меню UEFI. Винятком є ​​UEFI від HP, де ця опція відсутня. Тут допоможе наступне: під час завантаження утримуйте клавішу Esc. У будь-якому випадку необхідно спочатку дізнатися, яка кнопка дозволяє увійти до меню UEFI. Якщо ви зміните режим завантаження на CSM або Legasy BIOS, щоб завантажитись з аварійної флешки, після операції відновлення необхідно знову переключитися з CSM на UEFI, інакше Windows 8 не запуститься. Але тут є винятки: Aptio Setup Utility на комп'ютерах ASUS активує UEFI автоматично за відсутності сумісного з BIOS завантажувального носія, тому досить просто від'єднати флешку.

Вимкнення Secure Boot буде потрібне в тому випадку, якщо крім «вісімки» ви захочете встановити 64-бітну версію Windows Vista або 7. Іноді підтримується так званий гібридний режим, як у пристроях від HP, при якому UEFI може завантажуватися з усіх завантажувальних носіїв і за необхідності перемикатися в режим BIOS. У широко поширеній версії UEFI InsydeH2O це залежить від того, передбачив виробник ноутбука можливість відключення Secure Boot чи ні. В Acer Aspire S7 ця функція недоступна, і для її деактивації потрібно переключитися з UEFI в режим BIOS і назад.

Складнощі з відновленням

З появою UEFI виробники змінили методи роботи із системою відновлення ОС. Поєднання клавіш Alt+F10, яке використовувалося раніше, наприклад, у моделях Acer, більше не працює або закріплено за іншими функціями. А кнопка F9 завантажує на новому Zenbook не ASUS Preload Wizard, а програму відновлення Windows 8 з розширеним меню завантаження.

Режим відновлення VAIO Care у ноутбуках Sony можна відкрити в аналогічному меню, вибравши опцію «Панель керування | Усунення несправностей Відновлення». Але якщо запустити менеджер завантаження ОС та вибрати «Діагностика» | Відновити» або «Повернути у вихідний стан», пристрій попросить вставити оригінальний диск Windows 8, якого немає в комплекті. На Acer-моделях бекап виконується за допомогою попередньо встановленої Windows-програми, а відновлення з резервної копії здійснюється із зовнішнього USB-носія. Однак попередньо необхідно зайти в меню UEFI і вказати такий диск як завантажувальний.

Перехід до меню UEFI з Windows

Якщо активовано функцію запуску Windows 8 з розширеними налаштуваннями, вибравши пункт «Діагностика» (1) та «Додаткові параметри» (2), можна отримати доступ до меню «Параметри вбудованого ПЗ UEFI» (3).

Корисні функції UEFI

Кожен виробник ноутбуків використовує різні версії інтерфейсу UEFI і реалізує його у системі відповідно до своїх уявлень. З таблиці, розбитої за моделями, ви дізнаєтеся, де є основні функції UEFI.

Вирішення проблеми: відключення Secure Boot

У деяких випадках Secure Boot неможливо деактивувати безпосередньо. У Acer Aspire S7, наприклад, ця функція недоступна. Але якщо перейти в "Legasy BIOS" (1) і знову назад (2), Secure Boot буде відключена.

У гібридному режимі можливо все

У версії інтерфейсу UEFI від HP є підтримка гібридного режиму, в якому, залежно від завантажувального носія, запускається один із двох режимів - або UEFI, або CSM. Функція Secure Boot автоматично вимикається.

Запуск із флешки

Старі флеш-носії для аварійного завантаження та відновлення працюють лише у режимі BIOS. Ми зробимо їх сумісними із UEFI.

USB-флешки останнім часом все частіше використовуються як завантажувальні носії для відновлення або встановлення Windows. Це з тим, що у сучасних ноутбуках дуже рідко встановлюються оптичні приводи. Якщо ви вивчили налаштування UEFI у своєму комп'ютері, рекомендується також виконати і апгрейд флеш-накопичувачів. З появою UEFI усі наявні завантажувальні флешки вже не вийде використовувати звичним чином. Наприклад, якщо ви створили завантажувальний USB-носій у програмі UNetbootin, вам потрібно буде запустити ПК у режимі CSM. Те ж саме стосується всіх старих флешок, оскільки розробники дистрибутивів Linux Live (наприклад, GParted) тільки в останніх, найсвіжіших версіях своїх додатків почали додавати завантажувач з підтримкою UEFI та функції Secure Boot.

Найбільш простим є спосіб, при якому Secure Boot відключається в UEFI, потім за допомогою безкоштовної програми Rufus створюється сумісний з UEFI флеш-накопичувач, після чого копіюється на нього остання версія GParted.

Програма від Microsoft застаріла

Щодо завантажувальних USB-носіїв з операційною системою Windows діють дещо інші правила. Для сумісності з UEFI вони мають бути відформатовані у файловій системі FAT32. Багато користувачів навіть для Windows 8 створюють завантажувальні накопичувачі на флешках, відформатованих за допомогою програми від Microsoft, що входить до складу "сімки". Однак ця програма за замовчуванням форматує накопичувач у файловій системі NTFS, внаслідок чого систему, яка є на носії, згодом неможливо встановити на комп'ютер з UEFI. Щоб не чекати виходу оновленої програми від Microsoft, можна створити завантажувальний накопичувач вручну. Для цього спочатку відформатуйте USB-флешку за допомогою безкоштовної утиліти. Потім відкрийте у Windows 8 образ ISO і скопіюйте файли на носій, що містяться в ньому.

А ось щоб сумісний з UEFI флеш-накопичувач з 64-бітною Windows 7 завантажувався без будь-яких проблем, вам потрібно буде скопіювати UEFI-завантажувач у потрібний каталог на флешці. Для цього, використовуючи безкоштовний архіватор 7-Zip, знайдіть в образі ISO, який містить інсталяційні файли Windows 7, у папці Sources файл архіву Install.wim та відкрийте його. Після цього з директорії 1\Windows\Boot\EFI скопіюйте файл bootmgfw.efi. Потім збережіть його на флеш-накопичувачі в каталозі efi\boot і перейменуйте, надавши йому ім'я bootx64.efi. Після цього з USB-носієм можна буде працювати в режимі UEFI, і ви зможете без проблем встановити з нього Windows 7.

Створення завантажувальних флешок на основі Live-систем

Для сумісності з UEFI флешки мають бути відформатовані у FAT32. Наприклад, програма UNetbootin (1) створює завантажувальні накопичувачі на основі дистрибутивів Linux Live, форматуючи їх у FAT. Однак утиліта Rufus (2) пропонує більш правильну опцію.

Флеш-накопичувач для відновлення ОС на ПК з UEFI

Флеш-накопичувачі на основі свіжих Live-систем, такі як GParted, здатні без проблем отримувати доступ до ПК з UEFI, тому що вбудовані в них інструменти - наприклад, GPart(1) та TestDisk(2) - можуть працювати з GPT-розділами.

Форматування завантажувальної флешки з Windows

64-бітну версію Windows 7 можна встановити на ПК з UEFI. Якщо ви бажаєте виконати цю операцію з USB-накопичувача, необхідно відформатувати його за допомогою Windows-програми DiskPart у файловій системі FAT32 і зробити його завантажувальним.

Вилучення UEFI-завантажувача

Сумісний з UEFI флеш-накопичувач з Windows 7 додатково потребує завантажувача UEFI - bootmgfw.efi. Його необхідно скопіювати вручну з архіву install.wim на флешку, використовуючи програму 7-Zip або будь-який інший архіватор.

Джерело

BIOS – добре відомий термін у лавах власників комп'ютерів, який використовується вже протягом багатьох років. Восени 2017 року Intel повідомила про свої плани повністю відмовитись від BIOS на всіх своїх платформах до 2020 року. Замість BIOS тепер використовуватиметься тільки UEFI, що може навести багатьох на логічне питання: чим UEFI краща за BIOS і яка взагалі між ними різниця?

Чіп BIOS на материнській платі Gigabyte.

UEFI та BIOS відносяться до розряду так званого «низькорівневого» програмного забезпечення, яке стартує ще до того, як комп'ютер почне завантажувати операційну систему. UEFI - це більш сучасне рішення і підтримує велику кількість зручних функцій, корисних на сучасних комп'ютерах. Часто буває так, що виробники називають UEFI на своїх комп'ютерах традиційним словом "BIOS", щоб не запутати користувача. Все ж таки між UEFI і BIOS велика різниця, а сучасні комп'ютери в основному комплектуються саме UEFI.

Що таке BIOS

BIOS – це скорочено BasicInput-OutSystem” або “ базова система введення-виводу". Вона живе на спеціальному чіпі всередині материнської плати (на фото вище) і не залежить від того, чи встановлений жорсткий диск. При включенні комп'ютера насамперед вмикається BIOS. Ця система відповідальна за «пробудження» хардверних компонентів вашого комп'ютера, перевірку їхнього нормального функціонування, активацію завантажувача та подальшого старту операційної системи.

Старий як світ BIOS.

Користувач може налаштувати велику кількість різних параметрів усередині BIOS. Конфігурація компонентів, системний час, порядок завантаження тощо. Зайти в BIOS можна за допомогою спеціальної клавіші під час увімкнення ПК. У різних комп'ютерах вона може бути різною. Наприклад, Esc, F2, F10 чи Delete. Виробник сам вирішує, яку вибирати. Після зміни налаштувань всі параметри записуються в саму материнську плату.

BIOS також відповідає за процес під назвою POST – “ Power-OnSelf-Test” або " перевірка під час увімкнення". POST перевіряє придатність конфігурації комп'ютера та справність хардверних компонентів. Якщо щось іде не так, на екрані відображається відповідна помилка або комп'ютер починає видавати ряд певних звуків (також існує поняття POST-кодів і в деяких материнських платах навіть встановлений відповідний дисплей для їх відображення). Інтенсивність цих звуків залежить від типу помилки, і щоб їх розшифрувати, треба звернутися на сайт виробника або до посібника користувача.

Після завершення POST BIOS шукає Master Boot Record (MBR) або "головний завантажувальний запис", збережений на носії комп'ютера. Потім ініціалізується завантажувач (бутлоадер) та стартує операційна система. У BIOS також часто використовується термін CMOS, що розшифровується як ComplementaryMetal-OxideSemiconductor» або " допоміжний метал-оксидний напівпровідник". Це позначення спеціальної пам'яті, яка живиться від вбудованої в материнську платню батарейки. Пам'ять зберігає різні параметри BIOS і часто для скидання параметрів БІОС радять витягти батарейку з материнської плати. У сучасних комп'ютерах зміну CMOS прийшла флеш-пам'ять (EEPROM).

Чому BIOS застарів

BIOS - це дуже стара система, яка існувала ще в 1980 році (а розроблена була ще раніше), на момент запуску MS-DOS. Звичайно, з часом BIOS розвивалася і покращувалася, але концепція та основні принципи роботи залишилися незмінними. Розвиток BIOS фактично нульовий, якщо порівнювати його з розвитком комп'ютерів та технологій загалом.

Традиційний BIOS має багато серйозних обмежень. Наприклад, він може запустити систему лише з розділу об'ємом не більше 2.1 Тб (максимум 4 розділи) або менше. У сучасних реаліях користувачі купують дуже ємні накопичувачі, обсяг яких часто перевищує 4 і навіть 8 Тб. BIOS зможе працювати з такими носіями. Це пов'язано з тим, як працює MBR (головний завантажувальний запис використовує 32-бітові елементи). Крім того, BIOS працює в 16-бітному режимі (оскільки був розроблений ще в 70-х роках) і має всього лише 1 Мб адресованого простору для операції. BIOS також має проблеми з ініціалізацією великої кількості компонентів за раз, що призводить до сповільненого старту комп'ютера.

BIOS потребує заміни вже протягом великого періоду часу. Intel почала розробку EFI (Extensible Firmware Interface) ще у 1998 році і Apple перейшла на використання EFI у 2006 році, коли відбувся перехід на архітектуру Intel. У 2007 році Intel, AMD, Microsoft та різні виробники комп'ютерів схвалили специфікацію UEFI – " Unified Extensible Firmware Interface" або " об'єднаний розширюваний інтерфейс вбудованого програмного забезпечення Windows отримала підтримку UEFI в Windows Vista SP1 і Windows 7. Сьогодні майже всі комп'ютери використовують UEFI замість BIOS.

Чим UEFI краще за БІОС

UEFI встановлюється замість BIOS на різних ПК, які можна знайти в магазинах електроніки. Відразу слід зазначити, що користувач не може перейти з BIOS на UEFI на існуючому залозі. Для цього треба придбати нове залізо, яке підтримує UEFI. Переважна більшість UEFI-комп'ютерів включають BIOS-емуляцію (часто це називається Legacy BIOS) , щоб користувач міг встановити і завантажити стару операційну систему, для роботи якої потрібен BIOS. Іншими словами, UEFI обернено сумісна.

Куди сучасніший і дружелюбніший до користувача інтерфейс UEFI.

Новий стандарт позбавився неприємних обмежень BIOS. Комп'ютер із UEFI може завантажуватися з накопичувачів об'ємом більше 2.2 Тб. Теоретично максимальний об'єм носія для UEFI становить 9.4 Зтб (9.4 трильйона гігабайт). Це дуже багато. Вся суть у тому, що UEFI використовує схему GPT з 64-бітними елементами.

UEFI запускається в 32 та 64-бітному режимах, а також має більше пам'яті для роботи. Це в свою чергу конвертується в прискорене завантаження процесора і зручність використання. UEFI-системи часто мають гарні інтерфейси з підтримкою введення миші (на скріншоті вище). Є також і низка інших переваг. Наприклад, UEFI підтримує Secure Boot. Це спеціальна процедура, яка перевіряє операційну систему, що завантажується, і переконується в тому, що під час її завантаження шкідливе або просто стороннє її програмне забезпечення не буде втручатися. Також у UEFI є підтримка різних мережевих функцій, що корисно при вирішенні технічних проблем із комп'ютером. У традиційному BIOS користувач повинен мати фізичний доступ до комп'ютера, тоді як UEFI має можливість віддаленого доступу для конфігурації.

Загалом UEFI – це така невелика операційна система. Вона може зберігатися на флеш-пам'яті материнської плати або її можна завантажити з жорсткого / мережевого диска. Різні комп'ютери з різними UEFI мають не менш різні інтерфейси та можливості. Все залежить від переваг виробника вашого комп'ютера.

UEFI стало великим оновленням для сучасних комп'ютерів, але переважна більшість користувачів навряд чи помітить якусь суттєву різницю. Та й багатьох це питання не цікавить взагалі. Все ж треба розуміти, що прихід UEFI замість BIOS став виключно позитивною еволюційною зміною у світі сучасних комп'ютерів, нехай навіть усі його принади та нововведення залишаються захованими глибоко в материнській платі комп'ютера. Зараз індустрія все ще знаходиться в перехідному стані від BIOS до UEFI, тому всі принади нового стандарту розкриються в найближчому майбутньому. Щоб прискорити цей процес, Intel вирішила повністю відмовитись від BIOS до 2020 року і це добре.