Компьютеры с каждым днем развиваются все больше и это позволяет им работать еще лучше и надежнее. Многие уже, наверное, слышали о BIOS, а если уже устанавливали Linux, то, наверное, знаете что это такое и уже имели опыт настройки. Вы, скорее всего, заметили, что BIOS трудно настраивать и использовать. Это программное обеспечение низкого уровня, и оно остается неизменным на протяжении двух последних десятилетий. Из-за этого сейчас технологию BIOS можно считать устаревшей и нуждающейся в замене.

Новая система - UEFI со временем вытеснит BIOS, но, как и большинство новых технологий ее реализация движется очень медленно и долго. Пользователи упускают важность операционной системы низкого уровня, именно этот недостаток пытается закрыть UEFI. В этой статье мы рассмотрим чем отличается uefi от bios, попытаемся выяснить что лучше bios или uefi, а также определим что лучше использовать.

BIOS расшифровывается как Basic Input / Output System или по-русски - базовая система ввода и вывода. Это программное обеспечение низкого уровня, которое обеспечивает прослойку между аппаратными средствами компьютера и операционной системой.

BIOS запускается как только вы включаете компьютер, выполняется проверка и тестирование оборудования, а затем уже загрузка загрузчика операционной системы.

Плата BIOS встроена в каждую материнскую плату и, кроме подготовки оборудования BIOS, может пригодиться еще в ряде нескольких случаев. Поскольку BIOS не зависит от операционной системы, вы можете получить доступ к ее настройкам без установленной ОС. Кроме того, можно настроить различные параметры оборудования - частоту процессора и памяти, рабочее напряжение, задержку и так далее. Это позволяет выполнить тонкую настройку компьютера и получить максимальную производительность.

Вообще говоря, это все, чем занимается BIOS, здесь есть только псевдографический интерфейс, управление с помощью клавиш и только настройки оборудования. Загрузчик BIOS берет из главной загрузочной записи - MBR, и загрузчик может быть только один. Естественно, никакой речи о выборе загрузчика и быть не может.

Что такое UEFI?

UEFI, или Unified Extensible Firmware Interface, основан на EFI - разработке компании Intel, которая призвана заменить BIOS. Разработан стандарт EFI в течение нескольких последних лет и уже начал набирать большую популярность, поскольку производители начинают использовать его на своих устройствах вместо устаревшей технологии BIOS.

UEFI поддерживает все функции, которые были реализованы в BIOS, а также многие новые функции, что и делает ее лучшим решением для использования на современных компьютерах.

Здесь, кроме инициализации оборудования, чтения настроек из энергонезависимой памяти и запуска загрузчика поддерживается еще большое количество функций. Можно сказать, что это операционная система низкого уровня. Это главное отличие bios от uefi. Здесь поддержка драйверов оборудования, а отсюда поддержка мыши и графической карты, также есть полноценная консоль с поддержкой запуска приложений, сети и работы с оборудованием. Вплоть до того, что вы можете не только копировать и перемещать файлы в поддерживаемых файловых системах, но и проигрывать диски или музыку, если это поддерживается программами EFI.

Несмотря на значительное преимущество по сравнению с BIOS, в UEFI есть некоторые ограничения на 32 битных процессорах. 64 битные процессоры полностью поддерживают UEFI, а вот 32 битные не поддерживают часть функций и операционная система должна эмулировать для них среду BIOS, чтобы нормально работать.

На многих устройствах сейчас можно использовать два режима legacy bios или UEFI. Во время этого многие полезные функции теряются. Производители процессоров и разработчики операционных систем работают вместе, чтобы исправить эту проблему и у них неплохо получается.

Определить UEFI или BIOS используется на вашем компьютере очень просто вы можете просто посмотреть на интерфейс настройки компьютера перед загрузкой. Я думаю вы уже тут все поймете.

Какая технология лучше?

Старая технология BIOS была промышленным стандартом на протяжении последних двадцати лет и за это время он не получил большого количества изменений из-за таких ограничений, как только один мегабайт памяти, 16-битных инструкций и таблицы разметки диска MBR, которая поддерживает жесткие диски максимум 2 Тб и не более чем на четыре раздела. Двадцать лет назад этого было вполне достаточно, но при современных стандартах такие ограничения слишком жесткие.

Кроме того, гибкость UEFI необходима для технологий доступных уже сейчас или тех, которые станут доступны в будущем. Ограничение BIOS в один мегабайт создавало очень большое количество проблем разработчикам оборудования, но теперь места для загрузки драйверов устройств точно хватит.

UEFI имеет модульную структуру и благодаря таблице разделов GPT может поддерживать 128 разделов размером до 8 экзабайт. Также здесь обеспечивается более тесная интеграция с операционной системой. Очень важным компонентом UEFI есть увеличение безопасности. Это немаловажное отличие bios от uefi. Пользователи могут устанавливать только зарегистрированные операционные системы. Каждой операционной системе выдается ключ, встроенный в ее загрузчик, а система UEFI считывает этот ключ и сравнивает его со своей базой данных. Если этого ключа нет в базе данных, операционной системе не будет позволено загрузитсья. Это могло бы вызывать многие проблемы с дистрибутивами Linux, но эта проблема была решена. К тому же пользователи могут сами добавлять ключи к базе данных.

Благодаря модульной структуре UEFI, новые функции могут быть добавлены позже и тем самым расширить существующую систему. Это делает такую систему более перспективной и простой в использовании.

Использовать новые системы UEFI намного проще, у них есть полноценный графический интерфейс с указателем мыши и интуитивно понятным меню. Вы получаете возможность все очень просто настроить. Кроме того, производители материнских плат могут разрабатывать различные программные модули UEFI, которые позволят легко тестировать различное оборудование.

В целом, если сравнивать UEFI и BIOS, то первая побеждает благодаря своей модульности, расширяемости, а также независимым драйверам и простоте использования. Пройдет некоторое время, пока пользователи смогут выбрать BIOS или UEFI и новая технология медленно заменит старую. Все больше и больше производителей применяют UEFI на своих платах и компьютерах и все реже используются 32-битные процессоры. Но, как и со всеми другими достижениями в области компьютерной техники, для перехода на UEFI потребуется много времени. Вы теперь знаете чем отличается uefi от bios и сможете сделать правильный выбор при покупке нового устройства.

Как только мы включаем компьютер, в нем немедленно начинает работать миниатюрная операционная система, которую мы знаем как BIOS. Она занимается тестированием устройств, памяти, загрузкой операционных систем, распределением ресурсов аппаратуры. Многие функции этого набора программ (их объем обычно около 256-512 Кб) позволяют поддерживать старые операционные системы вроде MS-DOS, предоставляя им множество возможностей. Со времен PC/AT-8086 BIOS менялся очень мало, а ко времени запуска первых Пентиумов его развитие почти остановилось. Собственно, менять в нем стало нечего, кроме двойного BIOS, поддержки сетевых средств и возможности перепрошивки. А вот минусов стало много: стартовый вход в реальный режим процессора, 16-разрядная адресация и 1 Мб доступной памяти, невозможность иметь «ремонтную» консоль. И, конечно, вечная проблема поддержки жестких дисков. Даже сейчас гарантированно поддерживаются диски до 2,2 Тб, не более.

Компания Intel еще в 2005 года решила поменять BIOS на EFI/UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Система EFI - более продвинутая базовая операционная система. На некоторых платформах Unix и Windows UEFI уже давно работает, но массового перехода пока не свершилось, несмотря на благие намерения. А они таковы:

• Наличие пресловутой консоли для ремонта системных параметров и установки ОС;
• Раздел EFI даёт возможность совершать некоторые действия, не загружая ОС (просмотр фильмов, запуск музыки);
• Вход в Интернет и, следовательно, наличие установленных драйверов сети, стека TCP/IP и т.д.);
• Присутствие графического режима и пользовательских скриптов;
• Поддержка гигантских по объему дисков;
• Хранение UEFI на разделах нового формата (GPT);
• Полная поддержка всей аппаратуры с момента старта.

UEFI может использовать универсальную исполняющую машину вроде JVM для использования аппаратно-независимого кода, а это открывает огромные горизонты для создания «загрузочного» ПО.

Существует и критика этой технологии. В частности, внедрение ее может привести к отсечению от рынка операционных систем новых игроков: для этого всегда найдется в коде какая-нибудь технологическая лазейка. Как, например, невозможность загружать ОС Windows 98 из современных BIOS. Но, что хуже, придется забыть о миллионах программ MS-DOS и других систем, которые опирались в своей работе на функции BIOS. Возможно, они еще будут эмулироваться, но в этом есть сомнения. А среди них наверняка есть и важные программы, которые некому будет переписывать. Впрочем, все это решаемые вопросы – хотя бы за счет виртуальных операционных систем. Но вот то, что появятся новые виды вирусов – это точно, и мы сможем увидеть это довольно скоро.

Технология UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), как и BIOS, представляет собой интерфейс встроенного ПО компьютера, и обеспечивает связь между ним и операционной системой. Как и БИОС, интерфейс UEFI (также упоминающийся в русскоязычной компьютерной публицистике как УЕФИ) используется для инициализации аппаратных компонентов компьютера и запуска операционной системы, хранящейся на жестком диске.

Схема позиционирования UEFI в обобщенной структуре взаимодействия компонентов ПК.

BIOS считывает информацию с первого сектора жесткого диска, где содержится главная загрузочная запись (MBR) и выбирает загрузочное устройство, где находится операционная система. Поскольку BIOS – это очень старая система, работающая с середины 1970-х гг, то она до сих пор работает в 16-битном режиме. Это обстоятельство ограничивает количество информации, которое может быть прочитано из системной ROM (постоянной памяти компьютера).

UEFI выполняет ту же задачу, но делает это немного по-другому. Она хранит всю информацию об инициализации и начальной загрузке системы в специальном файле, находящемся на жестком диске в особом разделе ESP (EFI System Partition). Кроме того, ESP содержит загрузочные программы операционной системы, установленной на компьютере.

Процесс загрузки компьютера на основе UEFI и эмуляции традиционной Legacy BIOS

УЕФИ в перспективе предназначена для полной замены BIOS и предлагает много новых функций и улучшений, которые не могут быть реализованы в BIOS:

1. Отсутствие ограничений объема разделов и их количества. Для хранения информации о жестком диске БИОС использует главную загрузочную запись (MBR), в то время как UEFI – так называемую GPT (GUID partition table). Основная разница между ними состоит в том, что MBR использует 32-битные элементы, что позволяет системе иметь лишь 4 физических раздела диска, а каждый раздел может быть размером не более 2 терабайт. Что же касается GPT, то она имеет 64-битные элементы, что позволяет системе иметь до 128 разделов размером до зеттабайта (10 21 байт).
2. Скорость и производительность. Поскольку технология УЕФИ не зависит от конкретной платформы, то она способна уменьшить время загрузки и увеличить скорость работы компьютера, особенно в том случае, если в системе установлены объемные жесткие диски.
3. Безопасность. Самым большим преимуществом UEFI по сравнению с БИОС является безопасность. Она реализуется при помощи технологии Secure Boot (безопасный запуск), поддерживаемой операционной системой Windows 8. Поскольку Secure Boot имеет возможность запрашивать цифровую подпись у загрузочных программ, то интерфейс UEFI позволяет использовать во время загрузки только аутентифицированные драйверы и службы. Secure Boot контролирует процесс загрузки до тех пор, пока операционная система полностью не загружена. Это дает гарантию того, что во время загрузки в компьютер не проникнет вредоносное ПО.
4. Обратная совместимость. Для обратной совместимости большинство реализаций УЕФИ на компьютерах архитектуры PC также поддерживают режим Legacy BIOS для дисков с MBR. Для этого в UEFI существует функция CSM (Compatibility Support Module, модуль поддержки совместимости). В случае диска с MBR загрузка производится в том же режиме, что и в системах на основе BIOS. Также возможна загрузка систем на основе BIOS с дисков, имеющих GPT.
5. Поддержка сетевой загрузки. УЕФИ может осуществлять загрузку через сеть при помощи технологии Preboot eXecution Environment (PXE). Эта технология поддерживает основные сетевые протоколы, такие, как IPv4 и IPv6, UDP, DHCP и TFTP. Также поддерживается загрузка с загрузочных образов, хранящихся в сетевых хранилищах данных.
6. Менеджер загрузки. В стандарте UEFI менеджер загрузки определяется как инструмент, предназначенный для загрузки операционной системы и всех необходимых драйверов. Загрузчики операционной системы хранятся в файлах, к которым может осуществляться доступ со стороны встроенного ПО. УЕФИ поддерживает файловые системы FAT32, а также FAT16 и FAT12 для съемных носителей. UEFI не зависит от загрузочных секторов, хотя ESP отводит для них место в целях обратной совместимости. Загрузчики автоматически определяются программным обеспечением UEFI, что позволяет осуществлять загрузку со съемных носителей.

История возникновения технологии

Технология EFI BIOS изначально была разработана компанией Intel. Сейчас стандарт UEFI разрабатывается организацией UEFI Forum.

Первоначальной мотивацией для разработки EFI были ограничения BIOS, такие, как 16-битный процессорный режим, 1 МБ адресуемого пространства памяти, что было неприемлемо для серьезных серверных платформ, таких, как Itanium. Попытка устранить эти проблемы в 1998 г. первоначально получила название Intel Boot Initiative, а затем была переименована в EFI.

В 2005 году Intel приостановила развитие стандарта EFI на версии 1.10 и передала его Unified EFI Forum, которая развила стандарт в версию UEFI. При этом владельцем исходного стандарта EFI BIOS продолжает оставаться Intel, выдающая лицензии на продукты, основанные на технологии EFI. Версия UEFI 2.1 была выпущена в январе 2007 г. В ней были добавлены возможности шифрования данных, сетевой аутентификации и технология User Interface Architecture. Текущая версия стандарта UEFI 2.4 была принята в июле 2013г.

Критика УЕФИ

В адрес УЕФИ порой высказывается критика, в частности со стороны поборников информационных прав. Например, компьютерный эксперт Рональд Г. Миних, один из разработчиков альтернативной открытой технологии загрузки Coreboot, осуждает EFI как попытку ограничить возможность пользователя полностью контролировать свой компьютер. Кроме того, он считает, что эта технология не решает ни одной из застарелых проблем традиционного BIOS, в частности, потребности в двух драйверах – одного для встроенного ПО, другого – для операционной системы.

Заключение

UEFI – это технология, которая имеет как немало преимуществ, так и недостатки. На сегодняшний день она еще не распространена повсеместно и не поддерживается всеми компьютерами и другими устройствами. Наличие встроенного в UEFI менеджера загрузки означает, что отпадает необходимость в отдельных загрузчиках. Кроме того, эта технология может работать совместно с BIOS(в режиме совместимости - Legacy BIOS) и независимо от нее. При этом BIOS по-прежнему может использоваться там, где не требуется хранить большие объемы данных, а проблема безопасности не является чрезвычайно актуальной.

Некоторые материнские платы нового поколения для ПК и ноутбуков поддерживают как интерфейс UEFI, так и Unified Extensible Firmware Interface, а также BIOS или базовую систему ввода-вывода. Основное преимущество UEFI перед традиционным BIOS заключается в том, что UEFI поддерживает жесткий диск емкостью более 2 терабайт. Но недостатком UEFI является тот факт, что поддерживаются только 64-разрядные версии операционной системы Windows, а жесткий диск должен использовать структуру GPT. Если ваш компьютер поддерживает и совместим с UEFI, и вы хотите перейти с Legacy на UEFI, мы обсудим различные шаги для этого здесь.

Мы будем обсуждать следующие два метода, с помощью которых мы можем изменить Legacy на UEFI без переустановки Windows 10.

1. Конвертировать MBR в GPT, используя встроенные утилиты Windows.
2. Конвертировать MBR в GPT, используя среду восстановления.

Прежде чем мы продолжим, вам необходимо выполнить следующие предварительные условия:

• Материнская плата вашего компьютера должна поддерживать как Legacy, так и UEFI.
• Ваш компьютер должен работать под управлением Windows 10 версии 1703 или новее в разделе MBR.

1] Конвертировать MBR в GPT, используя утилиты Windows

Запустите CMD от имени администратора и выполните следующую команду:

Mbr2gpt.exe /convert /allowfullOS

Подождите, пока процесс не будет завершен. Вы можете отслеживать прогресс на вашем экране.

Перейдите в Настройки → Обновление и безопасность → Дополнительные параметры запуска. Когда вы нажмете «Перезагрузить сейчас», он перезагрузит ваш компьютер и предложит вам все эти дополнительные параметры.

Выберите «Устранение неполадок» → «Дополнительные параметры». На этом экране предлагаются дополнительные параметры, в том числе восстановление системы, восстановление запуска, возврат к предыдущей версии, командная строка, восстановление образа системы и параметры прошивки UEFI.

Выберите «Настройки прошивки UEFI», и он перейдет в BIOS. Каждый OEM имеет свой способ реализации опций.

2] Преобразование MBR в GPT с использованием среды восстановления

Во время работы программы установки Windows, когда на экране появляется сообщение, нажмите Shift + F10, чтобы открыть командную строку.

Запустите командную строку от имени администратора и выполните следующие команды одну за другой:

Mbr2gpt.exe /convert

Подождите, пока процесс не завершится.

Когда это будет сделано, вам нужно перейти в BIOS вашего ПК.

Режим загрузки обычно доступен в разделе «Загрузка» → «Настройка загрузки». Установите его в UEFI .

Сохраните изменения и выйдите. ПК теперь перезагрузится.

Резюме

Совет: После того,как функция безопасной загрузки Secure Boot будет отключена, а режим совместимости Legacy Mode активирован на компьютерах с жестким диском объемом менее 2 террабайт, раздел UEFI может быть полностью удален по желанию (к примеру, если нет больше необходимости использовать Windows 8). Это можно сделать с помощью приложения типа Gparted ).

Режим совместимости Legacy Mode - это опция, которая обычно дает возможность установить и запустить операционные системы, не поддерживающие UEFI. Это относится к Windows 7 и более ранним версиям, а также множеству мелких линукс дистрибутивов. Из-за отключения UEFI компьютер будет запускаться напрямую из BIOS.

Хотя Manjaro поддерживает работу с UEFI из коробки, если не был включен режим совместимости, дружественныйграфический экран загрузки представленный в инструкции по установке не появится. Вместо этого, появится корявое меню. Это меню для UEFI.

Шаг 1: Доступ к настройкам BIOS

Совет: Нет необходимость следовать сложной и запутанной инструкции, разработанной Windows 8 для доступа в свой BIOS или UEFI. Также вы можете нажать на изображения, размещенные ниже, чтобы увеличить их .

UEFI является надстройкой системы BIOS вашего компьютера. Таким образом, нужно перейти в настройки BIOS для того, чтобы отключить опцию безопасной загрузки в UEFI. Для этого нужно нажать одну из функциональных клавиш (F) - обычно - сразу после включения или перезагрузки системы. Клавиша обычно предоставляет доступ непосредственно к самой системе UEFI.

Как только вы попадете в меню UEFI , на экране появится изображение подобное этому.

Однако как показано, отсюда по-прежнему есть возможность получить доступ к BIOS, в данном случае нажатием клавиши .

При переходе в настройки BIOS , откроется окно подобное этому.

Шаг 2: Доступ к настройкам загрузки

Попав в настройки BIOS , у вас будет возможность с помощью клавиш со стрелками <влево> и <вправо> переходить по вкладкам (обычно Main, Security, System Configuration и Exit ). Можно использовать клавиши со стрелками <вверх> or <вниз>, чтобы выделить и выбрать настройки помещенные под каждой вкладкой.

1. Перейдите с помощью стрелок <влево> / <вправо> во вкладку System Configuration .

2. Откроется строка Boot Options . Выделите ее стрелками <вверх> / <вниз>.

3. Выделив, нажмите <ввод>, чтобы получить к ее настройкам.

Шаг 3: Активация Legacy Mode

Внимание: Повторимся, если объем вашего жесткого диска больше 2 ТБ / 2000 ГБ, вам не следует активировать режим совместимостиe. Если режим совместимости уже выключен, в этом случае ваш BIOS может попытаться автоматически его включить, попутно включив режим безопасной загрузки Secure Boot.

Находясь в Boot Options , вы увидите настройки Legacy Support / Mode .

1. Выделите опцию Legacy Support / Mode используя стрелки <вверх> / <вниз> на клавиатуре.

2. Выделив, нажмите <ввод> для входа в меню.

3. Как видно на фото, появится новое меню, в котором можно выбрать "Disabled" или "Enabled". Выделите Enabled нажимая на стрелки <вверх> / <вниз>, затем нажмите <ввод>.