uefi вместо bios: как установить, на пк

В настоящее время в существующих компьютерах и ноутбуках используются две подсистемы загрузки операционных систем BIOS и UEFI. Какая из этих подсистем лучше решается на уровне имеющегося аппаратного оборудования. Пользователи практически не замечают разницы между ними, если не возникает вопрос их настройки и приобретения новых комплектующих элементов.

Программное обеспечение (ПО) такое, как операционная система (ОС) служит неотъемлемой частью любого вычислительного комплекса. В начале своего развития загрузка ОС в вычислительные средства осуществлялось с использованием перфокарт, но впоследствии произошла их замена ПО начального, содержащимся в постоянной памяти (ROM), в связке с простейшим интерпретатором.

В основе загрузки операционной системы персональных компьютеров (ПК) в течение длительного периода применялась базовая система ввода-вывода (BIOS). Она приступала к функционированию непосредственно при подаче питания на изделие. На замену устаревшей модели BIOS пришла более совершенная UEFI, заявленная в 2005 году корпорацией Intel.

Сейчас запуск ОС в новых ПК и ноутбуках осуществляется посредством UEFI вместо BIOS. О существовании этих подсистем загрузки ОС персонального компьютера или ноутбука знает большинство владельцев устройств. С первого взгляда на пользовательском уровне, в принципе, ничего не изменилось, если отсутствует необходимость в изменении каких-либо настроек.

Прогресс не удержим и на основе старых концепций создаются новые, но они не в состоянии полностью отвергать ранее полученные наработки. Установка на ПК UEFI вместо BIOS вопрос времени, поэтому в статье рассматривается небольшая часть моментов старой и новой системы загрузки ОС.

Содержание

ФУНКЦИИ BIOS И UEFI

Сейчас выбор в загрузочных средствах неограничен, начиная от дискеты и кончая флеш-носителями, но работа с компонентами все-таки осуществляется операционной системой устройства. Основное предназначение BIOS заключалось в ее запуске, поэтому с целью дальнейшего совершенствования этой функции и была разработана UEFI.

Главной программой на устаревшем компьютере или ноутбуке с 1975 года до недавнего времени является базовая система ввода-вывода. Инструкции BIOS начинают выполняться немедленно после включения устройства, которые контролируют исправность комплектующих частей, инициализируют их и передают эстафету операционной системе.

Если процессор является сердцем компьютера, то BIOS или UEFI по праву следует назвать его душой. Их конфигурация находится в отдельной микросхеме на материнской плате и имеет собственную память и независимый источник питания. Благодаря такой организации обе подсистемы доступны в любой временной промежуток и способны загружать операционные системы без сторонних накопителей.

Всякий раз при подаче питания на ПК или ноутбука на дисплее монитора отображается процесс запуска операционной системы. Если на стадии работы BIOS, но до появления логотипа нажать несколько раз клавишу F2, F10, Del или Esc (зависит от производителя), то появляется меню подсистемы ввода-вывода.

Отображение меню на разных устройствах может отличаться, но, независимо от этого с его помощью настраиваются характеристики подсистемы. В большинстве случаев их настройки определяют режимы работы компьютера или ноутбука.

В функциях BIOS и UEFI просматривается много общего, и они содержат данные, которые обычно позволяют:

инициализировать и контролировать работоспособность оборудования компьютера или ноутбука;

всегда иметь данные о компонентах устройства, например, о моделях, их номерах и другие сведения;

изменять конфигурацию компьютера или ноутбука путем подключения (отключения) отдельных комплектующих;

контролировать работу составных частей, например, по напряжению и частоте шины процессора с ОП, температуре видео карты и др.;

настраивать рабочие параметры комплектующих отдельные характеристики системы;

создавать очередность носителей для загрузки операционной системы и т.д.

Кроме того, функции BIOS в состоянии восстановить заводские настройки, осуществить «откат» ряда изменений, которые вызвали сбои в работе устройства. Однако для этого надо быть специалистом и знать тонкости функционирования системы, так как неправильные настройки BIOS приводят к нарушению работы компьютера или ноутбука.

При замене отдельных комплектующих нередко возникает их несовместимость, например, системной основы и процессора. Тогда приходится вносить изменения в программное обеспечение, то есть осуществить «перепрошивку» системы BIOS или UEFI. Что и как установить на ПК решается в основном на уровне комплектующих элементов и настроек.

НЕДОСТАТКИ BIOS

Основные принципы работы подсистемы ввода-вывода для ПК заложены еще в 70-х годах прошедшего столетия. С интенсивным развитием технологий вычислительной техники в ряде случаев существующие функции BIOS находились на пределе своих возможностей.

Часть проблем решалась путем модификации кода подсистемы ввода-вывода, но другая часть вследствие его ограничений оставалась нерешенной. Адаптация BIOS под новые технологии и совместимость их с функциями старого ПО привели к нагромождению отдельных участков кода и неудовлетворительного их взаимодействия.

В конечном итоге, модель BIOS оказалась самым древним ингредиентом в современном вычислительном процессе. В настоящее время система нередко оказывается тормозом в согласовании новейшего оборудования

Основные недостатки BIOS заключаются в следующем:

1. В основе разработки заложен реальный режим процессора с логическими прерываниями и 16-разрядный код. Существенным ограничением является потолок в 1 Мегабайт размера диапазона адресов памяти ROM и возникновение многих проблем.

2. Одна из таких проблем обусловлена ограничением одновременным узнаванием нескольких устройств, что удлиняет процедуру запуска ОС. Не разрешимой задачей является также непосредственное согласование BIOS с 64-разрядным интерфейсом оборудования, которое становится сейчас наиболее популярным.

3. К тому же, существенный минус данной модели в том, что ее 16-битное ядро в состоянии отобразить дисковое пространство объемом только менее 2,2 терабайт. Сверх этого, BIOS жестко привязана к основной загрузочной записи MBR (Master Boot Record), которая не позволяет осуществлять запуск ОС с носителей, имеющих больший объем.

4. Для фиксирования этапов процедуры в таблице MBR используется 32-битный код, который позволяет иметь системе только 4 физических разделов диска. Когда объем диска превышает 2 Тб, например, в несколько раз, то операционная система попросту вторую часть диска «не видит» и он будет использоваться не продуктивно.

5. BIOS не защищена от несанкционированного проникновения в ее ПО. Раньше считалось, что она недоступна для хакерских атак, то сейчас положение изменилось. Найти соответствующую антивирусную программу практически невозможно, так как такая защита BIOS не разрабатывалась.

6. Отсутствие единого стандарта на BIOS сопряжено со сложностью ее разработки. Для очередной модели материнской платы всякий раз нужна разработка собственной версии ПО, что порождает хаос и неразбериху.

7. В этой модели не предусмотрен единый загрузчик. Поэтому в совокупности с платформозависимыми драйверами каждой новой устанавливаемой ОС требуются свои инструкции запуска. В этом случае возрастает продолжительность загрузки и снижается производительность системы.

8. Управление BIOS через клавиши по причине отсутствия графического интерфейса вызывает некоторые сложности. Также ситуация осложняется из-за информации, предоставляемой только на английском языке.

Отсюда очевидно, что недостатки BIOS и ее ограниченные возможности оказывают существенное воздействие на разработку и совершенствование вычислительного оборудования. Устранение возникших преград возлагается на внедрение интерфейса UEFI.

В то же время, система BIOS по-прежнему остается актуальной, когда вопросы безопасности и хранение громадных объемов информации не стоят на первом месте. Однако производство новых накопителей, использующих технологию GPT (таблица разделов GUID), способствует переходу на новую подсистему ввода-вывода.

ИНТЕРФЕЙС UEFI

Попытки замены системы BIOS, существующей со времен дисковой ОС, на наиболее совершенную предпринимались еще с 1988 года, но лишь в 2007 году корпорации Intel, AMD, Microsoft и поставщики вычислительных устройств ПК остановились на новейшей модели подсистемы ввода-вывода UEFI.

Это событие стало знаменательной вехой и унифицированный интерфейс расширяемой прошивки (UEFI) становится стандартом индустрии и его начали поддерживать операционные системы, включая Windows Vista, Server 2008 и Windows 7. Однако использование поздней модели не ограничивается только рамками x86 (IBM PC).

Главное назначение UEFI заменить исчерпавшую все ресурсы BIOS и подавляющую часть ограничений, присущих ей. Заложенная расширенная топология кода, называемая «драйверностью», имеет виды на стандарт, не связанный с той или иной платформой.

Функция инициализации оборудования с передачей управления операционной системе осталась прежней, но она базируется совсем на иных алгоритмах. Однако интерфейсу UEFI присущи свойства операционной системы в миниатюре. Своего рода он представляет виртуальную платформу и выступает согласующим звеном между основной ОС ПК или ноутбука и микрокодом составных частей.

Алгоритм работы UEFI

В разрез с BIOS, хранилищем параметров UEFI является не ПЗУ, а энергонезависимая общая оперативная память с произвольным доступом (NVRAM). Она обычно включает статическую память SRAM с собственной батарейкой, но может допускать работу в связке, например, с флеш-памятью.

Заданные конфигурации системы UEFI хранятся в специальном файле с расширением efi в NVRAM или в системном разделе накопительного устройства (ESP). Этот же раздел содержит ПО загрузчика установленной ОС. Данные хранятся в виде переменных с атрибутами «наименование параметра» = «значение», которые включают множество характеристик. Они доступны не только инженерам-разработчикам, но и владельцам компьютеров.

Если задача BIOS заключалась в отыскании главной загрузочной записи (MBR) на носителе первичной информации и трансляции управления операционной системе, то последовательность действий последней подсистемы иная. Эта модель опирается на индивидуальный загрузчик UEFI Boot Manager с полноценными функциями в виде стандартного модуля. Он отличается своей структурой и сохраняется в запоминающем элементе типа NVRAM.

Модулю Boot Manager’a присущ обширный комплект инструкций, но среди их множества выделяются UEFI-образы: загрузчики ОС начального этапа, драйверы и приложения. Для установки операционной системы пригоден какой-либо образ, сохраненный на разного рода физических носителях.

Глобальный массив модуля BootOrder содержит переменные дескрипторов загрузки вида Boot####. За каждым элементом закреплен какая-то определенная физическая загрузочная компонента или даже файл в виде образа UEFI, находящийся на ней.

Каждое устройство загрузки характеризуется полным путем, содержащим наименование файла загрузки, добавляемого в меню.

Полный алгоритм функционирования интерфейса в конечном итоге включает в себя 4 фазы с ужесточенными правилами для любой. Первые три процесса (SEC, PEI, DXE) готовят условия непосредственно для загрузчика ОС. Последняя фаза (BSD) отвечает за работу собственно самого загрузчика операционной системы.

Преимущества UEFI

Внедрение UEFI вместо BIOS способствует быстрому запуску ОС и ограждает сохранность первичной информации от воздействия несанкционированного кода еще на этапе инициализации операционной системы. Вполне приемлемый графический интерфейс UEFI, мультиязычность и использование мыши при настройке вносят оперативность в управлении загрузкой.

Модульная архитектура модели облегчает использование своих приложений и позволяет загружать собственные драйвера посредством оболочки UEFI. Возможность простейшего управления компьютером или ноутбуком без загрузки основной операционной системы является еще одним шагом вперед.

Основные преимущества UEFI контрастируют на фоне недостатков BIOS, среди которых следует выделить такие как:

1. Изначально интерфейс ориентирован на 32-х или 64-разрядную версию, что прекрасно согласуется с 64-битной технологией GPT современных носителей информации. Этим снимается жесткое ограничение на количество и размер их разделов. В подсистеме можно создать до 128 разделов, общий объем которых достигает 9 зеттабайт, то есть цифры 9 с 21 нулем байт, что в 3 раза больше данных, вращающихся в современном интернете.

2. Если используется 64-битная версия UEFI, то она должна быть согласована с разрядностью ОС. Обратную совместимость в подавляющем числе версий интерфейса на ПК типа PC эмулирует режим Legasy BIOS для накопителей с MBR. Поэтому загрузка 32-битной ОС тоже допускается, так как предусмотрен специальный режим СSM в соответствии с принципом, что и «при железной дороге выгодно иметь двуколку».

3. Безопасный запуск ОС интерфейс UEFI обеспечивает благодаря технологии Secure Boot, потому что под ее контролем находится весь ход загрузки. Она разрешает при загрузке ОС опираться лишь на аутентифицированные службы и драйвера, чем ограждает устройство от проникновения вредоносного ПО.

4. Эта система поддерживает возможность загрузки ОС с образов, находящихся на сетевых источниках данных, и основных протоколов UDP, DHCP и TFTP, а также IPv4 и IPv6. ПО загрузчиков UEFI не связано с загрузочными секторами и автоматически определяет их файловую систему (FAT32, FAT16 или FAT12). Актуальна также поддержание средств ввода информации, как виртуальная клавиатура, сенсорные дисплеи мобильных устройств.

5. Доступная оболочка (EFI shell) позволяет исполнение ряда операций без установки основной ОС. Платформонезависимые собственные драйвера UEFI позволяют осуществлять доступ к аппаратной части устройства, а ОС в состоянии использовать эти же драйвера вместо собственных.

6. Независимость интерфейса от платформы, параллельная инициализация оборудования, использование блоков ввода-вывода до 1 Мб (в BIOS 64 Kб), а также написанный код с нуля существенно сокращают время загрузки ОС.

7. Прошивка UEFI и расширение его функционала стала удобнее и возможна, например, с USB-носителя. При этом создается возможность подключения с внешнего оборудования подключать дополнительные драйвера и приложенияI, а также подставить драйвер нового железа до начала загрузки ОС.

Недостатки UEFI

Многочисленные доработки существующей подсистемы ввода-вывод BIOS равносильны подпоркам и приспособлениям в сохранении разваливающегося дома. Отсюда очевидно, что лучше построить новый дом на основательном фундаменте, что напрямую ассоциируется с UEFI.

Как любое новшество интерфейс UEFI в начале своего зарождения имеет немало противников, акцентирующих внимание на его недостатках. Порой негативные стороны отражают обыкновенный консерватизм, когда люди неохотно меняют свои устоявшиеся привычки и взгляды с появлением новых вещей.

В нашем мире идеальные вещи не встречаются, поэтому интерфейсу присущи и минусы, которые с течением времени нередко становятся своей противоположностью. Основные недостатки UEFI обусловлены следующими причинами

1. С увеличение разрядности используемого кода неизбежно возрастает его объем и сложность архитектуры и разработки не становятся более легкими. Прямым следствием является увеличение сроков разработок и их стоимость.

2. С внедрением режима безопасности разработчики частично решают проблему пиратства, активации вредоносного кода в момент загрузки и приверженности пользователей к старым ОС. Однако невозможность отключения такого режима препятствует установке других ОС, отличающихся, например, от линейки Windows.

3. Модель предполагает иметь драйвера с возможностью перехватывать вызовы ОС. С одной стороны, такой алгоритм реализует технические средства защиты авторского права (DRM). С другой стороны, конечному пользователю навязывается платная услуга, что некие функции в его нормально действующей системе попросту будут начинать «глючить», например, в устройствах воспроизведения дискретного контента (ПК, ноутбуки, медиа-плееры и др.).

4. Отсутствует гарантия, что ОС на 100% осуществлять контроль ПК или ноутбука, когда ОС запускается через UEFI. Вопрос использования в модели нежелательных модулей остается открытым, а отсутствие функции совместимости (CSM) в некоторых случаях является серьезным препятствием для установки старых операционных систем.

5. Pьяным поборником внедрения UEFI cтала корпорация Microsoft, для которой «своя рубашка ближе к телу», что не исключается здесь ее заинтересованность. Поэтому она, прикрываясь безопасностью работы ОС, выдвинула требование производителям поставлять с микрокодами компьютерного оборудования сертифицированные криптоключи. Возможно, что для настольных устройств это оправдано, а как быть с оборудованием серверов и других сложных систем, где используются в основном UNIX-подобные ОС?

6. Каждый производитель оборудования стремиться внедрить собственные уникальные технологии. Поэтому, несмотря на принятый стандарт, система совершенствуется с существенными отклонениями, что создает, как в BIOS’e, хаотичность разработок, продукт которых создает немалые трудности пользователям.

В общем случае создается впечатление, что лучше все-таки интерфейс UEFI вместо BIOS. Не менее важно, что в области его внедрения влияние корпорации Microsoft ощущается значительно больше, нежели Intel, которая приняла до 2020 года полностью отказаться от BIOS. На существующих компьютерах и ноутбуках не предусмотрена замена BIOS на UEFI, поэтому потребуется приобретение нового оборудования (см. видео).

В данный момент компьютеры и ноутбуки, поставляемые с установленной ОС Windows 8 и выше уже используют UEFI. Поэтому если возникает необходимость убедиться, что ОС Windows устройства работает с новой системой ввода-вывода достаточно воспользоваться системной утилитой msinfo32, выполнив следующие действия:

нажать правой кнопкой мыши «Пуск» и выбрать «Выполнить» (Win + R);

в командную строку ввести «msinfo32» и нажать ОК;

в правой части раздела «Сведения о системе» отыскать «Режим BIOS»;

значение UEFI говорит само за себя;

если указано «Устаревший» («Legacy»), то устройство находится под управлением BIOS.

Таким образом, подсистемы ввода-вывода BIOS и UEFI существуют пока независимо одна от другой, поэтому что лучше выбрать решается на уровне аппаратного обеспечения. Установить UEFI вместо BIOS на ПК практически невозможно, в то время как, обратная постановка вопроса выполнима путем эмуляции BIOS в интерфейсе UEFI.

На пользовательском уровне, в принципе, не ощущается способ загрузки ОС устройства, поэтому повод проявления беспокойства отсутствует. Однако следует принять во внимание, что при использовании носителей объемом свыше 2 Тб не обойтись без UEFI в связке с GPT. Обе технологии не зависят от платформы и не привязаны к операционным системам, но склонны к установке только зарегистрированных ОС.

Cм. также

Подарок для семьи

Перенос сайта

Комплектующие и электроизделия

Партнерки