取代傳統BIOS的EFI和UEFI究竟是什麼?

取代傳統BIOS的EFI和UEFI究竟是什麼?

傳統的藍白BIOS介面可以說是陪伴著很多玩家共同成長,不過在英特爾發布Sandy Bridge架構處理器的時候,傳統BIOS也到了和我們說再見的時間,採用圖形化介面的EFI以及UEFI很快就取代了傳統BIOS成為了眾多主機板的標配,今天我們就一起來談談這個改變傳統的EFI以及UEFI。

取代傳統BIOS的EFI和UEFI究竟是什麼?

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這樣的傳統BIOS介面現在已經和我們說再見了

什麼是EFI和UEFI?

EFI是Extensible Firmware Interface(可擴展韌體介面)的縮寫,是由英特爾倡導推出的一種在類PC系統中替代BIOS的升級方案。與傳統BIOS相比,EFI通過模組化、C語言的參數堆棧傳遞方式和動態鏈接的形式構建系統,較BIOS而言更易於實現,容錯和糾錯特性更強。

UEFI則是Unified Extensible Firmware Interface(統一可擴展韌體介面),它是基於EFI 1.10標準為基礎發展起來的,不過所有者並不是英特爾,而是一個名為Unified EFI Form的國際組織。 UEFI是一種詳細描述類型介面的標準,可以讓PC從預啟動的操作環境,加載到作業系統上。

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UEFI採用的是圖形化介面,與傳統BIOS有很大區別

需要注意的是,雖然EFI與UEFI的叫法不同,但是兩者在本質上是基本相同的。自2000年12月12日正式發布EFI 1.02標準後,EFI一直是作為代替傳統的BIOS的先進標準而存在,擁有權在英特爾手中,而在2007年開始,英特爾將EFI標準的改進與完善工作交給Unified EFI Form進行全權負責,隨後登場的EFI標準則正式更名為UEFI,以示區別。

因此UEFI是EFI的改良與發展,實際上前者相比後者在UGA協議、SCSI傳輸、USB控制還有I/O設備方面都作出了改進,還添加了網路應用程式介面、X64綁定、服務綁定等新內容。此外參與UEFI標準開發的並不僅僅有英特爾一家,而是包含了AMD、蘋果、戴爾、惠普、IBM、聯想、微軟等多個龍頭企業,因此UEFI在兼容性上有更好的表現,通用性更強。

UEFI相比傳統BIOS的區別和優點在哪裡?

與傳統BIOS相比,UEFI對於新硬體的支持遠超對方,其中最能體現這一點的就是我們可以在UEFI下使用2.2TB以上硬碟作為啟動硬碟,而傳統BIOS下這種大容量硬碟如不借助第三方軟體則只能當作數據硬碟使用。

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採用圖形化介面的UEFI可以更直觀地查看各種數據

另外UEFI內建圖形驅動功能,可以提供一個高解析度的圖形化介面,用戶進入後完全可以像在Windows系統下那樣使用滑鼠進行設置和調整,操作上更為簡單快捷。同時由於UEFI使用的是模組化設計,在邏輯上可分為硬體控制與軟體管理兩部分,前者屬於標準化的通用設置,而後者則是可編程的開放介面,因此主機板廠商可以藉助後者的開放介面在自家產品上實現各種豐富的功能,包括截圖、數據備份、硬體故障診斷、脫離作業系統進行UEFI線上升級等,功能上也要比傳統BIOS更多、更強。

當然UEFI相比傳統BIOS的優點並不僅僅是以上數點,實際上它還包括有如下特點:

– 程式設計99%都是由C語言完成;- 不再使用中斷、硬體介面操作的方法,而採用了Driver/Protocol的方式;- 將不支持X86實模式,而直接採用Flat mode;- 不再輸出單純的二進制代碼,改為Removable Binary Drivers模式;- 作業系統的啟動不再是調用INT 19H中斷,而是直接利用Protocol/Device Path實現;- 更方便第三方開發;

不過這些特點對於普通用戶來說並沒有什麼實際意義,它們更多地是針對開發者,因此相關的內容這次就不展開敘述了。

UEFI主要由那幾部分組成?

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UEFI各組件之間的關係

那麼現在我們稍微深入一點,看看UEFI主要構成部分。 UEFI主要由初始化模組、驅動執行環境、驅動程式、兼容性支持模組、UEFI應用和GUID磁碟分區組成,其中初始化模組和驅動執行環境是UEFI的運行基礎,通常被整合在主機板的flash晶片中,這點與傳統BIOS是比較類似的。開機的時候初始化模組首先得到執行,負責CPU、主機板晶片及存儲設備的初始化工作,完成後則載入驅動執行環境,即Driver Execution Environment,簡稱DXE。

DXE完成載入後UEFI就可以進一步加載硬體的UEFI驅動程式,DXE通過列舉的方式加載各種總線及設備的驅動,而這些驅動程式則可以放置在系統的任意位置,只要確保其可以按順序被正確列舉即可。硬體的UEFI驅動一般是放置在硬碟的UEFI專用分區中,只需要系統正確加載這個硬碟,對應的驅動就可以正常讀取並應用。

因此在DXE的支持下,即使玩家給PC添加新的硬體,只要有對應的UEFI驅動,那麼UEFI也可以輕鬆提供支持, 這一點是傳統BIOS所無法媲美的,也正是因為這個能力,UEFI可以輕鬆支持各種網路設備並聯網,藉此實現無需進入系統即可進行線上升級UEFI的功能。

兼容性支持模組則是為了讓不具備UEFI引導功能的作業系統也能在UEFI環境下順利完成引導開機,這個兼容性支持模組將為UEFI提供類似於傳統BIOS的系統服務,以此保證UEFI在技術上能有良好的過渡。而GUID磁盤分區則是在UEFI標準中引入的磁盤分區結構,與傳統MBR分區相比,GUID磁盤分區突破了前者只允許4個主分區的限制,分區類型也改為了我們常說的GPT分區。

UEFI有什麼缺點嗎?

雖然現在UEFI已經基本取代傳統BIOS,但是它並不是只有優點而沒有缺點的。 UEFI相比傳統BIOS在硬體兼容性上有很大的提升,但是就自身的安全性來說,它相比傳統BIOS可能還有所不如。首先UEFI的主程式和程式都整合在主機板上的flash晶片中 ,如果該晶片出現了故障,那麼電腦就無法正常啟動,這點與傳統BIOS是基本相同的。

然而由於UEFI程式使用高級語言編寫的,與使用彙編語言編寫傳統BIOS相比要更容易受到病毒的攻擊,程式代碼也更容易被改寫,因此目前UEFI雖然已經被廣泛使用,但是在安全性和穩定性上仍然有待提升。

出處:超能網

作者:潘靖江

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