Когда вы включаете компьютер, перед загрузкой операционной системы происходит целый ряд процессов, скрытых от глаз пользователя. Именно здесь вступают в работу UEFI и BIOS — программы низкого уровня, которые управляют запуском вашего устройства. Но в чем же их различие, и почему современные компьютеры перешли на UEFI? Разбираемся в наше й статье.
BIOS, или базовая система ввода/вывода, была стандартом на протяжении десятилетий. Она обеспечивает базовое взаимодействие между оборудованием и операционной системой. Когда вы включаете компьютер, именно BIOS проверяет все основные компоненты, такие как оперативная память, процессор и накопители, чтобы убедиться, что они готовы к работе. После этой проверки BIOS передает управление операционной системе.
Это решение было практичным для своего времени, но имеет ряд ограничений. Например, BIOS может работать только с жесткими дисками объемом до 2 ТБ и поддерживает всего 16-битный процессорный режим, что сказывается на его скорости и возможностях.
С развитием технологий появилась необходимость в более гибкой и мощной альтернативе. Так появился UEFI — единый расширяемый микропрограммный интерфейс. Это не просто замена BIOS, а его улучшенная версия. UEFI поддерживает работу с жесткими дисками большего объема, грузится быстрее и обладает более высоким уровнем безопасности. Например, в нем реализована функция Secure Boot, которая защищает компьютер от запуска неподписанного или вредоносного ПО.
Еще одним удобством UEFI является его интерфейс. В отличие от BIOS, который ограничивается текстовым меню и требует управления с клавиатуры, UEFI предлагает графическое меню с поддержкой мыши. Это делает взаимодействие с настройками компьютера значительно проще для большинства пользователей.
Интересно, что на многих современных компьютерах, несмотря на использование UEFI, его все еще называют «BIOS». Это делается для того, чтобы пользователи, привыкшие к старым терминам, не путались. Однако если ваш компьютер был выпущен за последние несколько лет, велика вероятность, что под привычным названием «BIOS» скрывается именно UEFI. А теперь давайте разберемся в вопросе подробнее.
Как работает BIOS
BIOS, или базовая система ввода-вывода, — это программа, без которой ваш компьютер просто не сможет функционировать. Она хранится на специальном чипе материнской платы и отвечает за то, чтобы ваше устройство включилось и корректно заработало. При старте компьютера BIOS проводит диагностику всех основных компонентов, убеждаясь в их работоспособности, а затем запускает программу-загрузчик, которая, в свою очередь, передает управление операционной системе, будь то Windows или другая платформа.
Работа BIOS начинается сразу после нажатия кнопки включения. Первым делом запускается процесс POST (Power-On Self Test) — самотестирование аппаратного обеспечения. В этот момент система проверяет оперативную память, процессор, видеокарту и другие компоненты. Если что-то идет не так, вы можете увидеть сообщения об ошибке или услышать звуковые сигналы, доносящиеся из корпуса компьютера. Каждая комбинация таких сигналов имеет свое значение.
Когда проверка завершена успешно, BIOS переходит к поиску главной загрузочной записи, известной как MBR (Master Boot Record). Эта запись хранится на загрузочном устройстве, таком как жесткий диск или SSD, и определяет, как и какую операционную систему необходимо запускать.
BIOS также предоставляет пользователю возможность изменять настройки оборудования. Если вы когда-нибудь видели на экране текстовое меню с параметрами, такими как порядок загрузки, системное время или конфигурация процессора, значит, вы работали с BIOS.
Доступ к этому меню обычно осуществляется при включении компьютера с помощью клавиш Esc, F2, F10 или Delete — какая именно из них сработает, зависит от модели вашей материнки. Изменения, внесенные в этом меню, сохраняются в специальной памяти материнской платы, поэтому при следующем запуске компьютера он будет работать в соответствии с заданными настройками.
Раньше для хранения параметров BIOS использовалась память CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), которая требовала постоянного питания от батарейки на материнской плате.
Однако сегодня эту технологию практически полностью заменили более современные решения, такие как флэш-память EEPROM.
Почему BIOS ушел в прошлое
BIOS появился еще в 1980-х годах вместе с первыми компьютерами на MS-DOS. И на протяжении десятилетий оставался актуальным. Однако, несмотря на его долгую историю и периодические улучшения, BIOS не сумел адаптироваться к требованиям современных технологий.
За это время в BIOS добавлялись расширения, такие как ACPI — усовершенствованный интерфейс управления конфигурацией и питанием. Эти улучшения позволили добавлять новые функции, например, управление энергопотреблением и возможность переводить компьютер в спящий режим. Но в целом архитектура BIOS осталась практически неизменной. Она не смогла угнаться за развитием других технологий, таких как процессоры, оперативная память или SSD.
Как мы уже писали выше, одним из главных ограничений BIOS стал размер поддерживаемых жестких дисков. Из-за использования таблицы разделов MBR, BIOS может работать только с дисками объемом до 2,1 ТБ. На фоне того, что современные накопители часто превышают 3 ТБ, это ограничение стало значительным препятствием. Кроме того, BIOS работает в 16-битном режиме процессора, а это значит, что ему доступно всего 1 МБ памяти. Этого недостаточно для обработки сложных задач, таких как одновременная инициализация множества устройств, из-за чего процесс загрузки компьютера сильно замедляется.
Понимая все эти проблемы, Intel еще в 1998 году начала разработку новой прошивки под названием EFI (Extensible Firmware Interface). Первой компанией, которая внедрила эту технологию, стала Apple, когда в 2006 году ее компьютеры перешли на архитектуру Intel. Однако другие производители не спешили принимать EFI.
Только в 2007 году, когда Intel, AMD, Microsoft и другие ведущие компании объединились для создания унифицированной спецификации, появился UEFI. Эта новая прошивка стала индустриальным стандартом, который обслуживается форумом UEFI, а не зависит только от Intel. Она предложила решения всех основных проблем BIOS: поддержку дисков объемом свыше 2,1 ТБ, работу в 32- и 64-битных режимах, улучшенное управление энергопотреблением и значительное ускорение загрузки.
Поддержка UEFI в операционных системах началась с Windows Vista Service Pack 1 и Windows 7, а современные компьютеры, которые вы можете купить сегодня, уже практически полностью перешли на UEFI.
Функциональность UEFI выходит далеко за рамки возможностей BIOS. В нее встроен модуль Secure Boot, обеспечивающий защиту от запуска неподписанных или вредоносных операционных систем. Эта функция особенно важна для предотвращения атак на этапе загрузки. Кроме того, UEFI поддерживает работу по сети, что дает возможность удаленно настраивать и диагностировать компьютеры. В отличие от BIOS, где любая настройка требовала физического присутствия перед устройством, UEFI предлагает более гибкий подход.
UEFI можно считать чем-то большим, чем просто прошивкой. По сути, это небольшая операционная система, работающая поверх аппаратного обеспечения. Она может быть размещена во флэш-памяти материнской платы, а также загружаться с жесткого диска или даже по сети. Благодаря своей модульной архитектуре UEFI позволяет использовать собственные приложения, управлять файловой системой или загружать драйверы, не запуская операционную систему.
Стоит знать, что UEFI может иметь некоторые ограничения при работе со старыми ОС. Например, установка ОС, предшествующих Windows 8, может потребовать использование таблицы разделов MBR, что лишит вас некоторых функций, таких как защита Secure Boot.
Также стоит помнить, что заменить BIOS на уже существующем компьютере невозможно — для использования UEFI требуется аппаратное обеспечение, которое поддерживает этот стандарт. Именно поэтому производители включают поддержку эмуляции BIOS в большинстве версий UEFI, что позволяет работать с устаревшими операционными системами, требующими наличия BIOS.
Нужен ли кому-то BIOS в 2024 году?
Да, нужен. Несмотря на то, что UEFI давно стала стандартом, в некоторых случаях использование BIOS все еще может быть более чем уместным. В первую очередь, для пользователей старых ПК или ноутбуков.
BIOS остается понятным и удобным вариантом для тех, кто не хочет вникать в особенности прошивок. Если ваш жесткий диск или раздел имеет объем менее 2 ТБ, переход на UEFI может быть ненужным. BIOS прекрасно справляется с такими объемами.
Еще одним важным аспектом является удобство при работе с несколькими операционными системами. BIOS не требует внесения изменений в настройки прошивки при переключении между ОС, что делает его подходящим для пользователей, которые часто экспериментируют с разными системами. Хотя это может быть менее безопасным решением по сравнению с UEFI.
BIOS предоставляет базовую информацию о системе операционной среде. Если вы используете ОС, работающую в 16-битном режиме, она может напрямую взаимодействовать с аппаратными компонентами через встроенные функции BIOS. Это устраняет необходимость в дополнительных алгоритмах или драйверах для взаимодействия с оборудованием. В случае 32- или 64-битных систем такие подпрограммы уже предоставляются операционной системой, но BIOS все равно остается важным элементом начального этапа работы.