Багато сучасні виробникикомпонентів для персональних комп'ютерів та програм намагаються забезпечити підтримку своїми продуктами інтерфейсу UEFI. Це програмне рішення має стати чудовою альтернативою вже встиглі стати звичною системою BIOS.

У чому полягає специфіка аналізованого програмного забезпечення? Які варіанти використання можливі? І що є UEFI? Спробуємо розібратися у цьому питанні.

Що таке UEFI?

Під UEFI розуміється особливий інтерфейс, який встановлюється між інстальованою на комп'ютері операційною системою та програмним забезпеченням, що забезпечує функціонування різних апаратних компонентів комп'ютера. Дехто називає цей інтерфейс BIOS Uefi. З одного боку, навіть у цій назві є помилка. Адже BIOS функціонує зовсім за іншими принципами. UEFI є розробкою компанії Intel, а BIOS є програмне забезпечення, підтримуване різними брендами. Призначення BIOS і UEFI у принципі одне й те саме. Але формально поєднання BIOS UEFI є некоректним, але водночас воно суперечить логіці програмно-апаратних алгоритмів управління ПК.

Відмінності UEFI від BIOS

Насамперед слід приділити увагу головному – відмінностям між класичним UEFI та чистим BIOS. UEFI сьогодні позиціонується як програмне рішення, яке є непоганою альтернативою BIOS. Багато виробників материнських плат для ПК намагаються забезпечити своїм пристроям підтримку програмного забезпечення, розробленого Intel. Відмінності UEFI від BIOS можна легко виявити, розглянувши мінуси другої системи. Перший мінус полягає в тому, що BIOS не дає можливості забезпечити повноцінне використання. дискового просторуна великих жорстких дисках обсяг яких перевищує 2 Тб.

Це пов'язано з тим, що лише кілька років тому такі обсяги жорстких дисківздавалися недосяжними. Тому виробники ПК не звертали особливу увагуна відповідну нестачу системи BIOS. Сьогодні жорсткий диск об'ємом від 2 Терабайт і більше нікого не здивує. Виробники персональних комп'ютерів відчули необхідність переходу на UEFI. Враховуючи сучасні технологічні тренди, цю потребу не можна назвати необ'єктивною.

Інша особливість BIOS полягає у підтримці обмеженої кількості розділів на жорсткому диску. UEFI має можливість працювати зі 128 розділами. У структурі нової розробки Intel створено таблицю розділів GPT, за допомогою якої можна використовувати всі технологічні переваги UEFI. Незважаючи на всі розглянуті відмінності нового середовища та традиційної системи BIOS, основні функції їх збігаються. Фактичних відмінностей між цими системами, насправді, не так багато. Виняток становить хіба що алгоритм забезпечення безпеки, реалізований у UEFI. Фахівці вважають, що нова платформадає можливість швидше завантажувати операційні системи. Інші вважають, що це є актуальним лише для операційної системи Windows 8.

Розглянемо детальніше систему безпеки, використану в UEFI.

Технологія безпеки середовища UEFI

Системи UEFI випереджають BIOS з погляду безпеки. Сьогодні існують унікальні віруси, які мають здатність впровадитись у саму мікросхему, в якій прописані алгоритми BIOS. В результаті стає можливе завантаженняопераційної системи із розширеними правами користувача. Це відкриває широкі можливостідля несанкціонованого доступу У новому програмному рішенні від Intel також реалізовано режим безпечного завантаження, Що передбачає алгоритм під назвою Secure Boot.

Цей алгоритм заснований на використанні ключів особливого типу, які сертифіковані найбільшими брендами IT-індустрії. Насправді, сьогодні не так багато таких компаній. Якщо говорити про підтримку відповідної опції виробниками ОС, то на сьогоднішній день її забезпечує лише Microsoft у Windows 8. Також сумісність із цим алгоритмом безпеки на сьогоднішній день реалізована в деяких версіях Linux.

Переваги системи UEFI

Всі перелічені вище недоліки BIOS систем можна віднести і до переваг UEFI. Але є у нової системи ціла низка найважливіших переваг. Розглянемо їх докладніше. По-перше, система має простий та інтуїтивно зрозумілий інтерфейс. У UEFI реалізовано функцію підтримки миші, що для BIOS не властиво. Крім того, багато версій UEFI підтримують русифікований інтерфейс. Алгоритми, що використовуються у новому програмному рішенні, дають можливість здійснювати завантаження ОС набагато швидше, ніж при використанні BIOS. Так, наприклад, операційна система Windows 8 на ПК з UEFI при адекватній продуктивності CPU та інших ключових компонентівзавантажується протягом 10 секунд.

До інших важливих переваг UEFI можна також віднести більш простий і зручний механізм оновлення в порівнянні з BIOS. Ще одна корисна опціяреалізована в UEFI – це наявність власного менеджера завантаження. Його можна використовувати в тому випадку, якщо на персональному комп'ютері встановлено кілька операційних систем.

Тепер технологічні переваги програмного інтерфейсу UEFI зрозумілі. Сьогодні найбільш популярні виробники апаратних компонентів для персональних комп'ютерів намагаються забезпечити сумісність заліза з системою UEFI. Як вважають експерти у сфері IT, перехід на нову системуможе призвести до нового технологічного тренду. Для провідних виробників програмного забезпечення та апаратних компонентів можливості, що пропонуються розробником UEFI компанією Intel, здаються вельми привабливими. Окрім того, технологічні опції UEFI сьогодні повністю підтримуються найбільшим брендом на ринку ОС.

Secure Boot

Проведемо більш детальний розгляд переваг Secure Boot – технології безпеки, що підтримується системою UEFI. У чому полягає основна концепція?

Secure Boot є протоколом безпечного завантаження, призначенням якого є захист системи від проникнення шкідливих програм і вірусів. Ключі, що використовуються в цій технології, повинні бути сертифіковані для повноцінного залучення. Сьогодні цьому критерію задовольняє лише мала частина всіх брендів, що випускають програмне забезпечення.

До них належить компанія Microsoft, яка і реалізувала підтримку таких алгоритмів в операційній системі Windows 8. У ряді випадків ця обставина може значно ускладнити процес інсталяції інших операційних систем персональних комп'ютерах, які працюють під управлінням системи UEFI. У разі переустановки Windows, UEFI можливо ще виявлятиме якусь лояльність, але тільки в тому випадку, якщо версія операційної системи, що встановлюється, максимально наближена до інстальованої виробником.

Слід зазначити, що з функцією Secure Boot сумісні і деякі дистрибутиви Linux. Навіть якщо завантаження нової операційної системи буде заборонено, в структурі UEFI прописана можливість відключення алгоритму Secure Boot. Звичайно, у цьому випадку завантаження операційної системи вже не можна вважати безпечним. Але відповідну опцію можна активувати в будь-який момент.

Операційні системи, сумісні з UEFI

В окремих випадках можливе встановлення альтернативних операційних систем з підтримкою Secure Boot. Так, наприклад, теоретично можна встановити операційну систему Windows 7 на ноутбук із підтримкою UEFI BIOS. У загальному випадку можливість успішної установки альтернативних операційних систем невисока. Як було зазначено вище, деякі дистрибутиви Linux сумісні з UEFI.

Особливості налаштування

Далі розглянемо нюанси налаштування нового програмного рішення. До цікавих опцій можна віднести емуляцію BIOS. Для чого це потрібно? У деяких версіях UEFI реалізовані алгоритми, що забезпечують керування ПК відповідно до механізмів, які задіяв історичний попередник UEFI. Цей режимзалежно від використовуваного ПК може іменуватися по-різному. Як правило, він називається Launch CSM або Legacy. З установкою UEFI у стандартному режимі завантаження не повинно виникнути жодних складнощів.

Особливості доступу до UEFI

Ще один примітний факт, який не можна залишити без уваги – це величезна кількість версій UEFI. У персональних комп'ютерах, випущених різними брендами, вони можуть суттєво відрізнятися. Рівень доступності окремих функцій на різних комп'ютерах також може бути різним. Наприклад, часто буває так, що при завантаженні ПК не виводиться меню, за допомогою якого користувач може потрапити до UEFI. У цьому випадку у Windows передбачена можливість завантаження необхідних опцій. У вкладці «Параметри» необхідно активізувати « Особливі варіантизавантаження». Після цього потрібно перезавантажити комп'ютер. На екрані з'являться опції завантаження.

Існує також альтернативний спосіб забезпечення доступу до опцій UEFI. Він працює на багатьох персональних комп'ютерах. На початку завантаження необхідно натиснути Esc. Після цього відкриється меню, про яке йшлося вище.

Особливості роботи у різних режимах

Зверніть увагу, при зміні режиму роботи UEFI зі звичайного на Legacy бажано при першій можливості знову включати інтерфейс UEFI з усіма опціями. Інакше операційна система може не запуститись. На багатьох персональних комп'ютерах подібної проблемине виникає. Це з тим, що виробники впроваджують у структуру управління спеціальні алгоритми, які дозволяють автоматично активувати режим UEFI. На деяких моделях реалізовано гібридний режим, за допомогою якого запускається модуляція BIOS. Відмінності у версіях UEFI припускають також неможливість відключення Secure Boot у режимі штатної роботи.

Завантажувальні флешки UEFI

У деяких ситуаціях може виникнути потреба завантажити операційну систему з флешки. Головна проблема тут полягає в тому, що флешки, формат яких відрізняється від FAT32, не розпізнаються. Ця проблема має рішення. Завантажувальні флешки Windows за замовчуванням форматуються у файловій системі NTFS. UEFI цю файлову систему не розпізнає. Тому основне завдання полягає в тому, щоб забезпечити відповідному апаратному компоненту форматування системи FAT32. Багато IT-фахівців вважають цю файлову систему застарілою. Однак актуальність відповідного стандарту можна оцінити щодо його застосування в UEFI.

Флешка для завантаження в UEFI

Що потрібно зробити, щоб завантажувальна флешка без проблем розпізнавалася UEFI? По-перше, бажано, щоб ємність носія становила щонайменше 4 Гб. По-друге, необхідно видалити з флешки всю інформацію. Необхідним компонентомдля створення завантажувальної флешкиє дистрибутивом операційної системи Windows.

Підготовка флешки

Якщо всі перелічені елементи присутні, можна приступати. Флешку необхідно вставити в порт USB комп'ютера. Після цього в інтерфейс Windowsвідкриваємо командний рядок. Користувач повинен мати права адміністратора. Далі через командний рядок запускаємо програму DISKPART. Потім потрібно ввести команду list disk.

Відобразиться список дисків у вашій системі. Знайдіть у ньому свою флешку. Виберіть диск командою select disc x де x – порядковий номер. Щоб відформатувати вибраний носій, виконайте команду Clean. Далі на диску потрібно зробити первинний розділ. Зробити це можна за допомогою команди create partition primary. Шляхом введення команди active цей розділ необхідно зробити активним. Після цього список розділів можна вивести на екран шляхом введення команди list volume.

Вибираємо потрібний розділ командою select volume x, де x – порядковий номер розділу. Щоб відформатувати його у системі FAT32, вводимо команду format fs=fat 32. Тепер флешці потрібно призначити букву. Робиться це за допомогою команди assign. Після цього можна вийти з командного рядка.

Запис дистрибутиву

Після всіх вище описаних дій можна скопіювати на флешку дистрибутив Windows.

Нові комп'ютери використовують прошивку UEFI замість традиційного BIOS. Обидві прошивки є низькорівневим програмним забезпеченням, яке запускається при завантаженні ПК перед завантаженням операційної системи, але UEFI - більше сучасне рішення, що підтримує великі жорсткі диски, більш швидкий час завантаження, більше функцій безпеки та зручні графічні та мишачі курсори.

Ми бачили, що нові ПК, які постачаються з UEFI, як і раніше називаються «BIOS», щоб не заплутати людей, які звикли до традиційного комп'ютера. Навіть якщо ваш комп'ютер використовує термін «BIOS», сучасні ПК, які ви купуєте сьогодні, майже, напевно, поставляються з прошивкою UEFI замість BIOS.

Що таке BIOS?

BIOS – це скорочення від базової системи введення-виводу. Це низькорівневе програмне забезпечення, яке знаходиться в чіпі на материнської платикомп'ютера. BIOS завантажується при запуску комп'ютера, він відповідає за пробудження компонентів вашого комп'ютера, забезпечує правильну роботу, а потім запускає завантажувач, який завантажує Windows або будь-яку іншу встановлену операційну систему.

Ви можете налаштувати різні параметри на екрані налаштування BIOS. Тут знаходяться такі параметри, як апаратна конфігурація комп'ютера, системний час і порядок завантаження. Ви можете отримати доступ до цього екрану, натиснувши конкретну клавішу - різну на різних комп'ютерах, але часто Esc, F2, F10 або Delete - під час завантаження комп'ютера. Коли ви зберігаєте налаштування, вона зберігається в пам'яті материнської плати. Коли ви завантажуєте комп'ютер, BIOS конфігурує ваш комп'ютер зі збереженими параметрами.

Перед завантаженням операційної системи BIOS проходить через POST або самотестування під час увімкнення живлення. Він перевіряє правильність конфігурації вашого обладнання та правильну роботу. Якщо щось не так, ви побачите повідомлення про помилку або почуєте загадкову серію звукових кодів. Вам потрібно буде дізнатися, що означають різні послідовності звукових сигналів у посібнику комп'ютера.

Коли комп'ютер завантажується, після завершення POST-BIOS він шукає головний завантажувальний запис (MBR), що зберігається на завантажувальний пристрій, та використовує її для запуску завантажувача.

Ви також можете побачити акронім CMOS, який розшифровується як Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Це відноситься до акумуляторної пам'яті, в якій BIOS зберігає різні налаштуванняна материнській платі Це насправді не точне визначення, оскільки цей метод було замінено флеш-пам'яттю (також званою EEPROM) у сучасних системах.

Чому BIOS застарів

BIOS існує вже давно і не сильно розвинувся. Навіть комп'ютери MS-DOS, випущені у 1980-х роках, мали BIOS!

Звичайно, з часом BIOS еволюціонував та покращувався. Були розроблені деякі розширення, включаючи ACPI, розширений інтерфейс налаштування та живлення. Це дозволяє BIOS легше налаштовувати пристрої та виконувати розширені функції керування живленням, наприклад, «сну». Але BIOS не покращувався майже стільки ж, скільки інші технології ПК з часів MS-DOS.

Традиційний BIOS, як і раніше, має серйозні обмеження. Він може завантажуватись тільки з дисків об'ємом 2,1 ТБ або менше. Зараз стали поширюватися накопичувачі на 3 ТБ, і комп'ютер з BIOS не може завантажитися з них. Це обмеження пов'язане з тим, як працює основний завантажувальний запис BIOS.

BIOS повинен працювати в режимі 16-розрядного процесора та мати лише 1 МБ простору. У нього виникають проблеми з ініціалізацією одразу кількох пристроїв, що призводить до уповільнення процесу завантаження при ініціалізації всіх апаратних інтерфейсів та пристроїв на сучасному ПК.

BIOS потребує заміни протягом тривалого часу. Intel розпочала роботу над специфікацією Extensible Firmware Interface (EFI) ще в 1998 році. Apple обрала EFI, коли у 2006 році вона переключилася на архітектуру Intelна своїх Маках, але інші виробники ПК не наслідували цей приклад.

В 2007 році виробники Intel, AMD, Microsoft та ПК узгодили нову специфікацію Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). Це загальнопромисловий стандарт, керований спільнотою уніфікованих розширених інтерфейсів мікропрограм, і не лише Intel. Підтримка UEFI з'явилася у Windows з Windows Vista Service Pack 1 і Windows 7. Переважна більшість комп'ютерів, які можна купити сьогодні, тепер використовують UEFI, а чи не традиційний BIOS.

Як UEFI замінює та покращує BIOS

UEFI замінює традиційний BIOS на ПК. Неможливо перейти з BIOS на UEFI на існуючому ПК. Вам потрібно купити нове обладнання, яке підтримує та включає UEFI, як це роблять більшість нових комп'ютерів. Більшість реалізацій UEFI забезпечують емуляцію BIOS, тому ви можете вибрати установку та завантаження старих операційних систем, які очікують на BIOS замість UEFI, тому вони назад сумісні.

Цей новий стандарт дозволяє уникнути обмежень BIOS. Прошивка UEFI може завантажуватись з дисків об'ємом 2,2 ТБ або більше - фактично теоретична межа становить 9,4 Зеттабайт. Це приблизно втричі перевищує розрахунковий розмір усіх даних в Інтернеті. Це тому, що UEFI використовує схему поділу GPT замість MBR. Він також завантажується більш стандартизованим способом, запускає виконувані файли EFI, а не запускає код із головного завантажувального запису диска.

UEFI може працювати в 32-розрядному або 64-розрядному режимі і має більший адресний простір, ніж BIOS, що означає, що процес завантаження виконується швидше. Це також означає, що екрани налаштування UEFI можуть бути більш гладкими, ніж екрани налаштувань BIOS, включаючи підтримку графіки та курсору миші. Однак це не є обов'язковим. Багато ПК, як і раніше, поставляються з інтерфейсними налаштуваннями текстового. режиму UEFI, які виглядають і працюють як старий екран налаштування BIOS.

UEFI упаковано з іншими функціями. Він підтримує Secure Boot, що означає, що операційна система може бути перевірена на достовірність, щоб гарантувати, що шкідливе програмне забезпечення не вплинуло на процес завантаження. Він може підтримувати мережеві функції прямо в самій прошивці UEFI, яка може допомогти у віддаленій діагностиці та налаштуванні. У традиційному BIOS ви повинні сидіти перед фізичним комп'ютером, щоб налаштувати його.

Це не просто заміна BIOS. UEFI - це по суті крихітна операційна система, яка працює поверх прошивки ПК, і вона може зробити набагато більше, ніж BIOS. Вона може зберігатися у флеш-пам'яті материнської плати або завантажуватись з жорсткого диска або мережного ресурсу під час завантаження.

Різні ПК з UEFI будуть мати різні інтерфейси та функції. Це залежить від виробника ПК, але основи будуть однаковими кожному ПК.

Як отримати доступ до налаштувань UEFI на сучасних ПК

Якщо ви звичайний користувачПК, перехід на комп'ютер із UEFI не буде помітною зміною. Ваш новий комп'ютербуде завантажуватись і завершуватись швидше, ніж це було б з BIOS, і ви можете використовувати диски розміром 2.2 ТБ та більше.

Якщо вам потрібно отримати доступ до налаштувань нижнього рівняможе бути невелика різниця. Вам може знадобитися відкрити екран налаштувань UEFI через меню опцій завантаження Windows, а не натисканням клавіші під час запуску комп'ютера. Тепер, коли ПК завантажується так швидко, виробники ПК не хочуть уповільнювати процес завантаження очікуванням натискання клавіші. Тим не менш, ми також бачили ПК з UEFI, які дозволяють отримати доступ до BIOS таким же чином, натиснувши клавішу під час процесу завантаження.

Хоча UEFI – це велике оновлення, воно значною мірою знаходиться на задньому плані. Більшість користувачів ПК ніколи не помітять (або не звернуть увагу) на те, що їх нові ПК використовують UEFI замість традиційного BIOS. Але вони працюватимуть краще і підтримуватимуть більш сучасне обладнання та функції.

Більшість користувачів оновили свої комп'ютери: придбали нові системні блоки, материнські плати або ноутбуки в останні рокичотири.

Примітністю нових машин є те, що застаріла система введення-виводу більше не використовується, її місце зайняла вдосконалена прошивка під назвою UEFI.

Вона має величезну кількість переваг над BIOS, які сьогодні і розглянемо.

Більш докладно зупинимося на: дізнаємося, що це і чому його так не люблять користувачі.

Еволюція системного програмного забезпечення

Більше двох десятиліть як ПЗ низького рівня, що використовується при старті комп'ютера для тестування його обладнання, передачі керування залізом головною , яка вибирає та запускає завантажувач потрібної операційної системи, використовувався BIOS.

З його допомогою користувачі можуть керувати величезною кількістю параметрів апаратних компонентів.

CMOS– електронний елемент з незалежним харчуванняму вигляді батарейки, де і зберігається вся поточна конфігураціякомп'ютера.

BIOS з'явився ще наприкінці 80-х.Так, він регулярно вдосконалювався і оновлювався, модифікувався під потреби користувачів та розробників, даючи їм можливість керувати режимами роботи обладнання та електроживленням, але всьому колись приходить кінець. Тим більше, що система введення/виводу – той компонент, який найменше зазнав змін за майже три десятки років у галузі інформаційних технологій.

BIOS має масу недоліків:

• він не підтримує завантаження із жорстких дисків об'ємом більше 2 ТБ- купили ви новий вінчестер на 3 або 4 ТБ, а встановити операційну систему на нього не зможете, це технологічне обмеження головного завантажувального запису (ніхто в 80-х і не думав, що HDD можуть бути настільки неймовірного обсягу);
• BIOS функціонує у 16-ти бітному режимі(при тому, що практично всі сучасні процесори є 64 і 32-бітними) при використанні всього 1024 КБ пам'яті;
• процес одночасної ініціалізації кількох пристроїв підтримується, але він дуже неналагоджений і проблематичний, що знижує швидкість запуску комп'ютера (кожен апаратний компонент та інтерфейс ініціалізується окремо);
• Біос - рай для піратів– він не має жодних захисних механізмів, що дозволяє завантажувати будь-які операційні системи та драйвери, у тому числі зі зміненим кодом та непідписані (неліцензійні).

Перша версія UEFIрозроблена корпорацією Intel для Itanium, але пізніше була портована IBM PC.

Це самостійна операційна система з графічним інтерфейсом, що складається з безлічі модулів та має необмежений доступ до ресурсів апаратних компонентів.

Особливості нової EFI з графічним інтерфейсом:

• її код написаний повністю на , що дозволяє збільшити продуктивність під час завантаження ПК за допомогою можливостей 64-розрядних центральних процесорів;
• адресного простору операційної системи вистачає для підтримки 8 * 10 18 байт дискового простору (такого запасу вистачить на кілька десятиліть) при тому, що весь обсяг цифрової інформаціїна даний момент майже на три порядки нижче;
• адресація оперативної пам'яті – теоретичні розрахунки показують, що UEFI дозволить встановлювати до 16 ексабайт оперативної пам'яті (на 9 порядків більше, ніж у потужних сучасних ПК);
• прискорене завантаження ОС здійснюється завдяки паралельній ініціалізації апаратних компонентів та завантаженню драйверів;
• драйвери підвантажуються в оперативну пам'ятьще до запуску операційної системи, причому вони не є платформозалежними;
• замість старої схеми розмітки розділів використовується прогресивна GPT, проте для її залучення доведеться ;
• зручна та симпатична графічна оболонка підтримує керування за допомогою миші;
• є вбудовані утиліти для діагностики, зміни конфігурації та оновлення прошивок апаратних компонентів;
• підтримка макросів у форматі .nsh;
• модульна архітектура – ​​дозволяє завантажувати власні драйвери або завантажені з Інтернету;
• одна з найважливіших і найважливіших змін (зокрема для Microsoft), які привнесла UEFI – наявність . Вона оберігає Bootloader від виконання шкідливого коду, захистити операційну систему від вірусів ще до її запуску за допомогою експлуатації цифрових підписів.

Про останню функцію поговоримо докладніше.

Secure Boot

Назва технології перекладається як «безпечне завантаження» і є протоколом, який є складовою специфікації графічної EFI.

Рис.4 – Перевірка режиму роботи Secure Boot через командний рядок у Windows 10

EFI(E xtensible F irmware I nterface)— інтерфейс централізації обладнання в момент включення системи. Регулює процеси, що відбуваються між операційною системою та мікропрограмами, що здійснюють управління низькорівневими функціями обладнання. EFI завантажує комп'ютер, а згодом передає керування завантажувачу операційної системи. Є логічною заміною інтерфейсу BIOS, що традиційно ісользується IBM PC-сумісними комп'ютерами.

Компанія Intel розробила першу специфікацію EFI. Пізніше, інтерфейс змінив назву: остання версіястандарту називається UEFI (U nified E xtensible F irmware I nterface). На сьогоднішній день стандарт UEFI розробляється асоціацією Unified EFI Forum.

Стандарт EFI має підтримку графічного меню, а також деякі додаткові можливості (наприклад, Aptio або Great Wall UEFI).

Історія

Спочатку стандарт EFI призначався для використання в перших системах Intel-HP Itanium, що з'явилися в середині 90-х років. Ті обмежені можливості, які демонстрував PC-BIOS (16-бітний код, адресована пам'ять 1 Мбайт, обмеження апаратного характеру IBM PC/AT та інше) були неприйнятні для використання у великих серверних платформахА Itanium планувався саме для таких.

Примітно, що EFI спочатку носив назву Intel Boot Initiative, це вже пізніше він був перейменований.

Специфікації

Історія стандарту EFI почалася з виходу версії 1.01, але вона не побачила широкого застосування, оскільки була швидко знята з ринку через юридичні проблеми, пов'язані з використанням торгової марки.

Пізніше, 1 грудня 2002 року була представлена ​​версія EFI 1.10, що включала модель драйвера EFI, а також кілька «косметичних» поліпшень, в порівнянні з версією 1.02.

У 2005 році компанія Intel віднесла специфікацію EFI до організації UEFI Forum, яка згодом почала відповідати за розвиток інтерфейсу. Тоді ж стандарт EFI був перейменований в Unified EFI (UEFI), для того, щоб підкреслити зміну, що відбулася. Примітно, що, незважаючи на зміну назви, у більшості документів досі вільно застосовуються обидва терміни.

7 січня 2007 року організація UEFI Forum випустила версію 2.1 UEFI, в якій була впроваджена покращена криптографія, функція встановлення справжності мережі, а також оновлена ​​архітектура інтерфейсу користувача.

Інтерфейс EFI містить у собі таблиці, в яких включено безліч різних даних: інформація про платформу, завантажувальні та runtime-сервіси, доступні для завантажувача операційної системи та самої операційної системи. Деякі розширення BIOS (ACPI або SMBIOS) також включені в EFI - вони не обов'язковий 16-розрядний runtime-інтерфейс.

Сервіси

EFI визначає послуги завантаження, що включають підтримку:

• текстової та графічної консолі;
• блоків;
• файлових сервісів;

також інтерфейс визначає runtime-сервіси (дата, час та пам'ять).

Драйвери пристроїв

Стандарт EFI, крім стандартних, архітектурно-залежних драйверів, визначає також незалежне від платформи середовище драйверів. це середовище зветься EFI Byte Code(EBC). Специфікація UEFI вимагає від системного програмного забезпечення інтерпретатор для будь-яких образів EBC, завантажених (фактично чи потенційно) у середу.

Так, EBC цілком можна співвіднести з незалежним від апаратних засобів Open Firmware, що використовується в Apple Macintosh та Sun Microsystems SPARC комп'ютерах.

Частина архітектурно-залежних типів драйверів EFI може оснащуватися інтерфейсами для використання операційної системи, що дає можливість самій операційній системі застосовувати EFI як базову підтримку графіки та мережі до завантаження драйверів.

Менеджер завантаження

Менеджер завантаження EFI застосовується з метою вибору та подальшого завантаження операційної системи. Так, потреба у певному алгоритмі завантаження виключена: завантажувач є додатком EFI.

Підтримка дисків

До того ж стандартним методомрозмітки дисків (MBR), EFI має підтримку GUID Partition Table (GPT). Ця схема вільна від будь-яких специфічних для MBR обмежень. Стандарт EFI не містить опис для файлових систем, але реалізації EFI, як правило, мають підтримку файлової системи FAT32 .

Оболонка

Відкрите середовище оболонки стандарту дозволяє користувачеві завантажувати її з метою виконання певних операцій. Це набагато зручніше: користувач позбавлений завантаження безпосередньо самої операційної системи. Оболонка є простим додатком EFI, яке може зберігатися в платформі ПЗУ (або на окремому пристрої, драйвери якого розташовані в ПЗУ).

Крім того, користувач може застосовувати оболонку і для виконання інших програм EFI (наприклад, налаштування або встановлення операційної системи або діагностика, конфігурація або оновлення прошивки). Також до функції оболонки входить програвання CD/DVD-носіїв, без завантаження операційної системи. Крім того, оболонка EFI дозволяє командно провести операції копіювання або переміщення файлів і каталогів, за умови, що робота проводиться у підтримуваних файлових системах. Можна також завантажувати/розвантажувати драйвери. Ну, і, нарешті, оболонка може використовувати повний TCP/IP стек.

Оболонка EFI має підтримку сценаріїв у вигляді файлів із розширенням .nsh (Аналог пакетного файлу в DOS).

Назви команд найчастіше запозичуються від інтерпретаторів командного рядка (COMMAND.COM чи Unix shell). Оболонка EFI повною мірою може виступати альтернативою та повноцінним аналогом інтерпретатора командного рядка, або текстового. інтерфейсу BIOS.

Розширення

Розширення EFI завантажуються майже з будь-якого енергонезалежного пристрою зберігання даних, підключеного до ПК.

Реалізація

Intel Platform Innovation Framework

Intel Platform Innovation Framework ("інноваційний інструментарій Intel") є набір специфікацій, випущених компанією Intel при співпраці з EFI. В даному випадку, EFI визначає інтерфейс між операційною системою та апаратно-програмним забезпеченням, а на інструментарій покладається визначення застосовуваної для створення вбудовуваного програмного забезпечення структури. Це визначення здійснюється на нижчому рівні, порівняно з функціями, закладеними в EFI.

Наприклад, інструментарій входять всі етапи, які потрібно подолати для коректної ініціалізації комп'ютера з моменту включення. Такі внутрішні можливості інтегрованого програмного забезпечення не є частиною специфікації EFI, проте вони включені до розробленої асоціацією UEFI специфікації ініціалізації платформи (Platform Initialization Specification). Цей інструментарійвипробуваний на платформах XScale, Itanium та IA-32.

Сумісність з операційною системою у випадку з платформою x86 досягається завдяки застосуванню модуля підтримки сумісності(CSM), що містить у собі 16-бітну програму (CSM16), що реалізується виробником BIOS. Також до неї входить спеціальний шар, до функцій якого входить зв'язок CSM16 з інструментарієм.

Компанія Intel є автором унікальної реалізації для інструментарію, що має кодову назву Tiano. Це повна реалізація програмного забезпечення з підтримкою EFI. У ній відсутня традиційна 16-бітна частина CSM, проте вона забезпечує інтерфейси, які необхідні для доповнень, що реалізуються виробниками BIOS. Компанія Intel не розповсюджує повну реалізацію Tiano серед кінцевих користувачів. Частина цієї реалізації була випущена у вигляді вихідних текстів проекту TianoCore, подібно EFI Developer Kit(EDK). Дана реалізаціявключає EFI і частину коду ініціалізації апаратних засобів, але водночас у ній приховані характерні особливостісамого програмного забезпечення, що вбудовується.

Побудовані на стандарті EFI продукти можна придбати через незалежних виробників BIOS (наприклад, American Megatrends(AMI) та Insyde Software). Частина реалізацій повністю заснована на Tiano, інша частина відповідає специфікаціям, проте не будується на реалізації Intel.

Платформи, які застосовують EFI; супутній інструментарій

У 2000 році компанія Intel розробила системи, побудовані на платформі Itanium. Вони мали підтримку EFI 1.02.

У 2002 році компанія Hewlett-Packard випустила системи, побудовані на платформі Itanium 2. Вони мали підтримку версії EFI 1.10 і мали можливість завантажувати операційні системи Windows, Linux, FreeBSD і HP-UX.

Системи Itanium або Itanium 2, що випускаються разом із інтегрованим EFI-сумісним програмним забезпеченням, зобов'язані відповідати специфікації DIG64.

У листопаді 2003 року компанія Gateway оприлюднила систему Gateway 610. Media Center, яка була першою x86-системою, побудованою на базі Windows. У ній використовувалося вбудовуване програмне забезпечення, засноване на інструментарії, InsydeH2O від Insyde Software. Підтримка BIOS реалізовувалась завдяки модулю підтримки сумісності (CSM).

Січень 2006 року компанія Apple представляє свої перші ПК Macintosh, побудовані на платформі Intel. Системи застосовують EFI та супутній інструментарій, натомість Open Firmware, який застосовували на попередніх системах PowerPC-платформи.

5 квітня 2006 року компанія Apple представляє продукт Boot Camp, який є стандартним пакетом, що дозволяє створювати диск з драйверами Windows XP. Крім того, новий пакет містив у собі інструмент розмітки дисків, що дозволяє встановити Windows XP, залишивши при цьому працездатним Mac OS X, що діє. Крім того, вийшло оновлення вбудованого програмного забезпечення. У ньому була додана підтримка BIOSдля реалізації EFI. Наступні лінійки моделей комп'ютерів Macintosh випускалися з оновленим програмним забезпеченням. Так, на сьогоднішній день, всі комп'ютери Macintosh мають можливість завантажувати BIOS-сумісні операційні системи.

Фірмові «інтелівські» системні плати виробляються, в основному, з програмним забезпеченням, що вбудовується, побудованим на основі інструментарію (наприклад, DP35DP). Так, у 2005 році було випущено понад 1 млн систем Intel. Виробництво нових стільникових телефонів, настільних ПК та серверів, що працюють на інструментарії, стартувало у 2006 році. Ось, наприклад, усі системні плати, побудовані на наборі системної логіки Intel 945 застосовують у своїй роботі інструментарій. Втім, у програмному забезпеченні, як правило, не включена підтримка EFI, воно обмежується лише підтримкою BIOS.

З 2005 року стандарт EFI стали впроваджувати в не-ПК архітектури (наприклад, системи, що вбудовуються, побудовані на базі XScale). В EDK включена окрема мета NT32, що допускає вбудовуване програмне забезпечення EFI і його додатки програми Windows. У 2007 році компанією Hewlett-Packard був представлений принтер серії 8000. Це був перший принтер, оснащений програмним забезпеченням, що вбудовується, сумісним з EFI. У 2008 році компанією MSI була представлена ​​лінійка системних плат, побудованих на чіпсеті Intel P45, вони мали підтримку EFI.

Операційні системи

• З 2000-х років операційні системи GNU/Linux нерідко застосовували EFI для завантаження.
• З 2002 року, операційні системи HP-UX стали застосовувати EFI як завантажувальний механізм у системах, побудованих на платформі IA-64. Операційні системи OpenVMS застосовували стандарт із початку 2005 року.
• Компанія Apple використала стандарт EFI, випустивши лінійку комп'ютерів, побудованих на архітектурі Intel. Mac OS X 10.4 (Tiger) для Intel та Mac OS X 10.5 (Leopard) мали підтримку EFI v1.10 не тільки у 32-розрядному режимі, але й у 64-розрядних центральних процесорах. Так, за допомогою завантажувача EFI, встановлення Microsoft Windows 7 на комп'ютерах Apple залишилася неможливою, оскільки цій операційній системі необхідно наявність UEFIабо ще новішої версії.
• Microsoft Windows має підтримку EFI для 64-розрядних архітектур. Компанія Microsoftзазначає, що відсутність підтримки EFI на 32-розрядних центральних процесорах виникла через недостатню участь з боку виробників ПК. Міграція Microsoft до 64-розрядних операційних систем не дозволяє використовувати EFI 1.10, оскільки 64-розрядні розширення не підтримуються оточенням процесора. Підтримка x86-64 включена до UEFI 2.0. Itanium версії Windows 2000 (Advanced Server Limited Edition та Datacenter Server Limited Edition) мають підтримку EFI 1.1. Windows Server 2003 для IA-64, 64-розрядна версія Windows XP та Windows 2000 Advanced Server Limited Edition, заточені спеціально під сімейство процесорів Intel Itanium, мають підтримку EFI, визначену для даної платформи специфікацією DIG64. Розробники компанії Microsoft впровадили підтримку UEFI у 64-розрядних операційних. системах Windowsпочинаючи з Windows Server 2008 та Windows Vista Service Pack 1.

Недоліки

Стандарт EFI потрапив під оглушувальні шквали критики за ускладнення системи. Багато експертів зазначали, що EFI не дає операційній системі ключові переваги, але при цьому суттєво її ускладнює. Крім того, на користь EFI відбулася відмова від альтернативних реалізацій BIOS, які мають повністю відкритими вихідними текстами (OpenBIOS і coreboot).

У вересні 2011 року компанією Microsoft було оголошено, що умови сертифікації сумісних з Microsoft Windows 8 комп'ютерів можуть призвести до подальшого виробництва пристроїв, які не під приводом не підтримуватимуть будь-яку іншу операційну систему. Компанія Microsoft пояснила, що постачальники можуть реалізувати можливість додавання інших підписів. Трохи згодом це було зроблено обов'язковою вимогою сертифікації. Втім, що стосується пристроїв на ARM, то в їхньому випадку вимога наступна: повністю відключити функцію «безпечного завантаження». У такому разі установка інших операційних систем також перестає бути можливою.

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 краще BIOSі 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 системавведення-виведення". 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 параметріввсередині BIOS. Конфігурація компонентів, системний час, порядок завантаження тощо. Зайти в BIOS можна за допомогою спеціальної клавішіпід 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'ятіяка живиться від вбудованої в материнську плату 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 BIOSрозвивалася 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 красиві інтерфейсиза допомогою введення з 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 у UEFI є можливість віддаленого доступудля конфігурації.

Загалом UEFI – це така невелика операційна система. Вона може зберігатися на флеш-пам'яті материнської плати або її можна завантажити з жорсткого / мережного диска. Різні комп'ютериз 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.