Что такое UEFI. BIOS UEFI — новая технология

Сегодня мы поговорим о новом интерфейсе BIOS UEFI , который на сегодняшний день неплохо вытесняет обычный BIOS. Эта технология все чаще появляется в новых компьютерах и ноутбуках. Но есть одна маленькая загвоздочка. Если Ваш компьютер или ноутбук на BIOS UEFI, то кроме Windows 8 вы на него ничего установить не сможете. Но все же есть способы, как установить, например, Windows 7. А также сейчас мы поговорим о преимуществе перед обычным BIOSом.

БИОС UEFI – это новый интерфейс, который управляет низкоуровневыми функциями оборудования. Разработала его компания Intel.

Что такое вообще BIOS, наверное, знают все. Это микропрограмма, встроенная в материнскую плату. Данная технология сообщает системе, как использовать внутренние комплектующие компьютера: процессор, видеокарту и т. д. BIOS запускается раньше Windows и производит проверку всех внутренних составляющих. Если какое-то устройство неисправно, БИОС должен издать сигнал через встроенный динамик.

Но на сегодняшний момент на смену BIOS пришла более совершенная технология UEFI .

Так, какие же преимущества у BIOS UEFI перед обычным BIOS. Ну во первых полностью переработанный механизм. Во вторых UEFI много взял от своего предшественника. Он также проверяет комплектующие компьютера, а после идет загрузка операционной системы.

1. Удобный графический интерфейс. Поддерживает управление мышью. Также, есть поддержка русского языка.
   
2. Работает с жесткими дисками, которые имеют таблицу разделов GPT. Данные винчестеры можно разбить на 128 разделов. А в MBR можно было создать только 4 раздела.
   
3. Так как, обычный BIOS не видел диски объемом более 2 Тбайт, в UEFI эту проблему исправили. UEFI поддерживает объем 18 Экзабайт.
   
4. Винчестеры MBR работали со старой адресацией CHS, теперь жесткие диски GPT работают с адресацией LBA.
   
5. На винчестерах GPT, легче восстановить удаленные данные.
   
6. BIOS UEFI имеет собственный менеджер загрузки, это удобно, если вы используете несколько операционных систем.
   
7. Легко обновить в отличие от обычного BIOS.
   

Есть еще одна особенность в BIOS UEFI. Из-за нее и невозможно установить другие операционные системы кроме Windows 8.

Технология эта называется Secure Boot – протокол безопасной загрузки . Он основан на сертифицированных ключах, которые имеются только в Windows 8. Более старые операционные системы, в том числе и , таких ключей не имеют, и установить их не удастся.

Выход, конечно, есть, можно отключить Secure Boot, но тогда установка windows будет происходить на диск MBR, и теряется много преимуществ.

В следующих статья мы разберем, как отключить данную функцию – Secure Boot. И во вторых, как же установить другие операционные системы помимо Windows 8.

В этой статье мы познакомимся с понятием UEFI и применением этой технологии в Windows 8. то такое технология UEFI ? Аббревиатура UEFI расшифровывается как Unified Extensible Firmware Interface (унифицированный расширяемый интерфейс прошивки). Эта технология предназначена для преобразования традиционной системы загрузки компьютеров и должна прийти на смену устаревшей системе BIOS . Однако это не просто модернизация старой технологии, а принципиально новый подход к технологии загрузки компьютера и запуска ОС. По сути, UEFI практически не имеет ничего общего с системой PC BIOS.

Если BIOS – это код (жесткий и фактически неизменный), прошитый в специальном BIOS -чипе на системной плате, то UEFI – гибкий программируемый интерфейс, расположенный поверх всего аппаратных компонентов компьютера с их собственными прошивками. Код UEFI (намного больший по размеру, чем загрузочный код BIOS) находится в специальном каталоге /EFI/, который может храниться в самых различных местах: от отдельной микросхемы на системной плате, до раздела на жестком диске или сетевом хранилище. По сути – UEFI – это самостоятельная легкая операционная система, представляющая собой интерфейс между основной ОС и микропрограммами, управляющих аппаратным низкоуровневыми функциями оборудования, которая должна корректно инициализировать оборудование и передать управление загрузчику основной («большой») ОС, установленной на компьютере.

В состав UEFI входят сервисы тестирования железа, загрузочные и тестовые сервисы, а также реализации стандартных протоколы взаимодействия (в том числе сетевых), драйверы устройств, функциональные расширения и даже собственная EFI-оболочку, в которой можно запускать собственные EFI-приложения. Т.е. уже на уровне UEFI можно выйти в интернет, или организовать бэкап жесткого диска с помощью привычного пользователям графического GUI.

Спецификация UEFI в ближайший год-два станет использоваться во всех новых материнских платах ведущих производителей, и найти новый компьютер с обычным BIOS станет практически невозможно. Одними из наиболее востребованными особенностями UEFI, которые можно реализовать на работающем под ней компьютере являются: «безопасная загрузка» (), низкоуровневая криптография, сетевая аутентификация, универсальные графические драйверы и еще многое другое. UEFI поддерживает 32-х и 64-х битные процессоры и может быть использована на системах с процессорами Itanium, x86, x64 и ARM

Все современные операционных систем (Windows, Linux, OS X) поддерживают загрузку через UEFI.

Однако если использование UEFI в Mac OS X (загрузочный менеджер Bootcamp) и Linux достаточно поверхностное, в Windows 8 преимущества среды UEFI уже можно использовать по полной программе.

Кстати, для возможности загрузки старых ОС, поддерживающих только BIOS, в UEFI существует режим эмуляции BIOS, который называется Compatibility Support Module (CSM).

Поддержка UEFI и Windows 8

Какие же преимущества можно получить при совместном использовании UEFI и Windows 8?

Одно из главных преимуществ – возможность безопасной загрузки (safe boot) – технологии, позволяющей предотвратить выполнение нежелательных программ во время инициализации компьютера (более подробно технология безопасной загрузки в UEFI будет рассмотрена в отдельной статье).

Благодаря UEFI Windows 8 можно устанавливать на диски объёмом 3 ТБ и больше, и, соответственно, загружаться с этих дисков. Это связано с переходом от таблицы разделов MBR в (BIOS) к GPT (UEFI).

Использование UEFI вместо BIOS, – это один из ключевых компонентов, обеспечивающих быструю загрузку Windows 8 (код UEFI работает быстрее за счет того, что целиком писался с нуля, без необходимостей тянуть за собой шлейф древних правил и совместимостей). Кроме того, в UEFI при чтении используется особый размер блока EFI I/O, позволяющий читать по 1 мб данных за раз (в BIOS – 64кб). Кроме того уменьшение времени запуска достигается за счет того, что нет необходимости искать загрузчик на всех устройствах: загрузочный диск назначается в UEFI на этапе установки ОС.

Итак, мы отметили, что Windows 8 поддерживает загрузку UEFI, однако есть ряд особенностей:

• Компьютер должен совместим с UEFI v2.3.1
• UEFI поддерживается только в 64 разрядной версии Windows 8. 32-битные версии Windows не поддерживают функции UEFI (на новых компьютерах этой ОС придется работать в режиме эмуляции CSM).

• Windows 8 для ARM (Windows RT) не будет работать на оборудовании, не поддерживающем UEFI, или позволяющим отключить Secure Boot

В последующих версиях Windows (и ближайшем Windows 8 SP1) разработчики планируют внедрение множества других функций UEFI, таких как: Rootkit prevention (обнаружение руткитов в процессе загрузки), Network authentication (аутентификация при загрузке, особенно актуальная в сценариях удаленного разворачивания ОС) и т.д.

Доступ к настройкам UEFI из Windows 8

Стоит отметить, что на новых компьютерах с предустановленной Windows 8, который использует UEFI, чтобы попасть в меню настройки UEFI (замены старичка BIOS), привычный способ нажатия на клавишу Delete или F2 (или другой клавиши заданной вендором) не сработает. Т.к. Windows 8 (особенно на SSD) грузится очень быстро, сложно успеть за это время нажать клавишу для входа в режим настройки UEFI. Где-то писалось, что Windows 8 на SSD с UEFI ждет нажатия клавиши всего 200мс. Поэтому существует процедура вызова программы настроек параметров UEFI из загрузочного меню Windows 8.

Попасть в загрузочное меню Windows 8 можно одним из трех способов:

После перезагрузки автоматически откроется меню загрузки Windows 8, в котором необходимо выбрать пункты Troubleshoot ->Advanced options . В окне расширенных опций есть отдельная кнопка UEFI Firmware Settings , позволяющая после перезагрузки ПК попасть прямиком в BIOS компьютера (на самом деле это UEFI, настройки в котором эквивалентны традиционному BIOS компьютеров).

1. Что такое UEFI?
UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) представляет собой замену BIOS, который лучше соответствует требованиям современного разнообразного «железа». По своей сути, UEFI является интерфейсом, который отвечает за предзагрузочное окружение операционной системы.

2. В чем преимущества UEFI перед BIOS?

• Поддержка носителей объемом >2Тб
• Более простая подготовка загрузочных носителей, отсутствие необходимости в записи разных загрузочных секторов
• Наличие собственного менеджера загрузки. Теперь необязательно заводить многоуровневую чехарду загрузчиков, чтобы организовать мультизагрузочную среду, в EFI NVRAM штатно хранятся все записи о имеющихся загрузчиках, и переключение между загружаемыми ОС осуществляется так же, как и между загрузочными носителями.
• Более защищенная среда загрузки
• Графический режим конфигурации UEFI, с поддержкой графики и мыши

3. Можно ли обновить мой BIOS на UEFI?
Не совсем. UEFI нельзя прошить вместо BIOS, поскольку он занимает гораздо больше памяти. Но существует такая штука, как DUET. Это загружаемая из BIOS посредством отдельного загрузочного раздела среда UEFI, которая может быть полезна, если вы собираетесь использовать диски объемом >2Тб на своем старом железе с BIOS.

4. Можно ли из UEFI загружаться, как раньше, через загрузочные секторы и MBR-диски?
Да, если в конфигурации UEFI включена поддержка Legacy Boot

5. Что такое GPT?
GUID Partition Table, GPT - стандарт формата размещения таблиц разделов на жестком диске. Он является частью интерфейса EFI. EFI использует GPT там, где BIOS использует MBR.

6. В чем преимущества GPT перед MBR?

• Поддержка носителей объемом >2.2Тб
• Отсутствие ограничения на 4 основных раздела, и как следствие-отсутствие необходимости в логических разделах
• Повышенная безопасность-GPT хранит резервную копию таблицы разделов в конце диска, поэтому в случае неполадок существует возможность восстановления разметки при помощи запасной таблицы.
• Защита от повреждения устаревшими программами посредством Protective MBR
• Существует возможность использования старых загрузочных секторов.

7. Где в GPT хранятся аналоги загрузочных секторов?
EFI использует для хранения загрузчиков папку EFI/boot, находящуюся в корне раздела FAT32. По умолчанию должен загружаться файл /EFI/boot/bootx64.efi
Если загружаемый диск размечен в стиле MBR, то наличие файловой системы FAT32 на первом разделе (если их несколько) и файла с загрузчиком, лежащего по дефолтному пути, являются единственными условиями загрузки с этого носителя (CD/DVD тоже поддерживаются). В случае, если диск размечен в стиле GPT, раздел необязательно должен быть первым, но у него должен присутствовать флаг boot (проверить и выставить можно через gparted)

8. Возможно ли сконвертировать диск из MBR в GPT и обратно без потери данных?
Да. Для этого потребуется загрузочный диск/флешка с Gparted. После загрузки с загрузочного носителя откроется окно gparted, в котором в верхнем правом углу будет отображен рабочий диск (обычно это /dev/sda). Необходимо запомнить имя диска, который вы хотите сконвертировать, открыть терминал, и набрать там sudo gdisk /dev/sda где вместо sda, при необходимости, нужно подставить имя вашего диска. Затем нужно ввести команду w и подтвердить запись таблицы GPT на диск. Все, диск преобразован в таблицу GPT. Для обратной конвертации в MBR необходимо таким же образом открыть gdisk для вашего диска, и последовательно набрать команду r, затем g, после чего подтвердить запись новой таблицы при помощи команды w.

9. Что такое UEFI Shell?
Это среда работы с окружением EFI (терминалоподобная), позволяющая на ходу запускать efi-совместимые загрузчики, выполнять простейшие операции с файлами, а также оперировать встроенным менеджером загрузки.

10. Как редактировать/удалить/добавить пункты загрузки в загрузочное меню UEFI?
Качаем UEFI Shell, копируем его в файл /EFI/boot/bootx64.efi на FAT32 флешку, и загружаемся с нее. После удачной загрузки шелла должно появиться приглашение командной строки
Shell>
Выше приглашения должен отобразиться список имеющихся подключенных дисков (fs0:, fs1:, BLK0, и тому подобное). Чтобы еще раз вызвать этот список в случае необходимости, воспользуйтесь командой
map fs*
Из полного имени диска можно почерпнуть некоторую информацию о диске. Например:
PciRoot(0x0)/Pci(0x1,0x1)/Ata(0x0)/HD(1,MBR,0x27212721,0x3F,0x13FA6D9)
отсюда
Ata(0x0)-интерфейс подключения диска, а также порт контроллера
HD-это жесткий диск
1-количество разделов на диске
MBR-схема разметки

Найдя таким образом необходимый диск, нужно перейти в него
fs0:
затем при помощи старых добрых досовских команд dir и cd нужно нащупать и перейти в каталог с загрузочными efi-файлами. Обычно это /EFI/boot/. Затем, находясь в этом каталоге, можно, введя имя файла загрузчика, сразу же загрузиться в него. Чтобы добавить нужный файл в список загрузочных записей, желательно сначала считать уже имеющиеся записи при помощи команды
bcfg boot dump
Затем, чтобы добавить загрузочный файл в этот список, нужно ввести
bcfg boot add N filename.efi «label»
Где N-порядковый номер записи (если на ее месте что-то было-этот пункт перезапишется)
filename.efi-имя файла с загрузчиком
label-имя, под которым эта запись будет отображаться в списке
Можно снова просмотреть список загрузочных записей через
bcfg boot dump
и убедиться, что все на месте. Можно перезагружаться и проверять.
Для удаления записи из списка используется команда
bcfg boot rm N
где N-номер записи

11. Что такое Secure Boot?
Спецификация Secure Boot разработана Microsoft в рамках проекта UEFI и позволяет защитить загрузочную среду от вмешательства в загрузочные файлы путем контроля подписей загружаемых файлов на предмет их соответствия белому списку ключей, зашитых в uefi как доверенные. «Побочным эффектом» такой защиты от руткитов является невозможность установки ОС, отличной от Windows 8 (на данный момент только она поддерживает Secure Boot), а также исключает возможность запуска с старых mbr дисков и загрузочных CD-дисков/флешек.

12. Как отключить Secure Boot?

13. Как сделать UEFI-совместимую флешку с дистрибутивом ОС?
В большинстве случае все очень просто:

1. Отформатируйте флешку в файловую систему FAT32
2. Скопируйте на нее все содержимое iso-образа дистрибутива

Но в случае с ОС Windows Vista/7 понадобится предварительно подготовить дистрибутив, т.к. они изначально не содержат EFI-файлов в нужных местах. Сразу небольшая оговорка–windows поддерживает работу с uefi только в 64-битных редакциях.

14. Как узнать, что загрузочная флешка сделана правильно, и будет грузиться в UEFI-режиме?
Если все сделано правильно, то в списке загрузочных носителей должно появиться два устройства с одинаковым именем, но разными префиксами, UEFI: и USB: . Через первый осуществляется загрузка в UEFI режиме, через второй-Legacy загрузка из загрузочного сектора.

15. Что такое Fast Boot Mode?
Режим быстрой загрузки, при котором управление практически сразу передаётся операционной системе, ещё до готовности к работе оборудования, инициализацию которого проводит сама ОС. Fast Boot исключает задержки, вызванные двойной инициализацией устройств. В «классическом» режиме после получения управления операционная система инициализирует повторно уже ранее инициализированные BIOS устройства. С учётом того, что инициализация некоторых типов устройств является достаточно длительным процессом, выигрыш в скорости очевиден. При включении Fast Boot управление передаётся системе раньше, чем производится инициализация USB, что приводит к недоступности USB-накопителей и клавиатуры до старта установленной на диск системы. Так как Microsoft предъявляет достаточно жёсткие требования ко времени, в которое должна уложиться прошивка при включенном режиме Fast Boot, а инициализация USB-устройств может занимать секунды, к моменту старта системы USB-устройства остаются неинициализированными. В этом случае проявляется обратная сторона медали — пользователь компьютера с USB-клавиатурой не может прервать процесс начальной загрузки и инициировать установку другой системы, так как клавиатура остаётся нерабочей до момента запуска ОС. Более того, инициализация чипа i8042 тоже требует времени и на некоторых ноутбуках производители прошивки оставляют неинициализированными встроенную клавиатуру с интерфейсом PS/2.

UEFI является полноценной заменой устаревшей микросхемы BIOS. Основное предназначение UEFI не сильно отличается от стандартного BIOS – инициализация имеющегося оборудования после включения компьютера, и операционной системы.

Во время включения компьютера, UEFI сканирует оборудование компьютера на наличие каких-либо неисправностей или проблем. Закончив сканирование, UEFI сканирует жёсткие диски и внешние накопители на наличие загрузочных GPT-разделов и производит запуск приоритетного загрузчика.

Пользователь ничего особенного не увидит. На материнских платах Asus весь процесс будет выглядеть приблизительно так:

Преимущества UEFI

В чём отличия и преимущества перед стандартным биосом?

• Более дружелюбный к пользователям интерфейс, с поддержкой компьютерной мыши;
• Штатная поддержка GPT разметки жёстких дисков, благодаря чему компьютер будет нормально работать со всеми накопителями, не зависимо от размера диска. Стандартный BIOS очень плохо работает с накопителями, объёмом свыше 1 терабайта;
• Наличие функции «быстрая загрузк а», что позволяет ускорить запуск современных операционных систем;
• Наличие встроенной защиты от вирусов и вредоносных программ, запускающихся до загрузки windows или linux;
• Поддержка загрузочных разделов EFI, что позволит использовать несколько операционных систем, не устанавливая сторонние загрузчики (например grub).

Определяем наличие UEFI на компьютере

Отличить их можно по большому списку признаков :

Можно ли обновить биос до UEFI

Если задавать вопрос именно в этом ключе, то ответ однозначен - нет . Обычный вы никак не обновите до UEFI, как бы вы этого не хотели.

Его просто физически не получится установить на старую материнскую плату.

Как войти в UEFI и основные настройки

Попасть в uefi bios utility ez mode очень просто. Сразу после включения или перезагрузки компьютера нужно нажать клавишу входа в UEFI (обычно это «Delete » или «F2 »);

Псле входа можно приступать к настройкам . Все настройки будут рассмотрены на примере материнской платы Asus. UEFI других материнских плат может отличаться, но не слишком существенно.

Основные настройки :

На основном экране UEFI вы сможете просмотреть информацию о вашем компьютере (модель материнской платы, модель и частота процессора, объём оперативной памяти, температура компонентов ПК и др.).

Пункт «производительность системы » будет полезен владельцам ноутбуков или в случае работы компьютера от ИБП. В нём можно сделать выбор между высокой производительностью и энергосбережением.

Пункт «» позволит выбрать, с какого именно жёсткого диска или внешнего накопителя будет производиться загрузка операционной системы.

Кнопка «» также позволит выбрать накопитель, с которого требуется произвести запуск компьютера.

Нажав кнопку «Дополнительно », можно перейти в расширенные настройки. Зайдя в дополнительные настройки, вы сразу же попадёте в основное меню. В нём можно изменить язык UEFI и поставить пароль.

В меню Ai Tweaker можно разогнать процессор или оперативную память, но туда лучше не лезть неопытным пользователям. Возможность разгона имеется далеко не на каждой материнской плате.

В меню «дополнительные » можно включать или отключать различные технологии центрального процессора, включать определённые версии USB, выбирать активное процессора и производить другие подобные настройки. Содержимое данного меню зависит исключительно от производителя и марки материнской платы.

В меню «монитор » можно просмотреть более подробную информацию о температуре компонентов ПК или скорости вращения кулеров (вентиляторов). Это бывает полезно в случае внезапных выключений компьютера по причине перегрева.

» находятся все параметры, связанные с запуском компьютера. В нём можно выбрать тип загружаемой операционной системы (windows или другие), включить поддержку быстрой загрузки и выбрать другие подобные параметры.

В последнем пункте «Сервис » можно просмотреть подробную информацию о системной плате или обновить UEFI с внешнего накопителя.

Большинство пользователей обновили свои компьютеры: приобрели новые системным блоки, материнские платы или ноутбуки в последние года четыре.

Примечательностью новых машин является то, что устаревшая система ввода-вывода больше не используется, её место заняла усовершенствованная прошивка под названием UEFI.

Она обладает огромными количеством преимуществ над BIOS, которые сегодня и рассмотрим.

Более подробно же остановимся на : узнаем, что это и почему его так не любят пользователи.

Эволюция системного программного обеспечения

Более двух десятилетий в качестве ПО низкого уровня, используемого при старте компьютера для тестирования его оборудования, передачи управления железом главной , которая выбирает и запускает загрузчик нужной операционной системы, использовался BIOS.

C его помощью пользователи могут управлять огромным количеством параметров аппаратных компонентов.

CMOS – электронный элемент с независимым питанием в виде батарейки, где и хранится вся текущая конфигурация компьютера.

BIOS появился еще в конце 80-х годов. Да, он регулярно усовершенствовался и обновлялся, модифицировался под потребности пользователей и разработчиков, давая им возможность управлять режимами работы оборудования и электропитанием, но всему когда-то приходит конец. Тем более, что система ввода/вывода – тот компонент, который меньше всего претерпел изменения за почти три десятка лет в области информационных технологий.

BIOS обладает массой недостатков:

• он не поддерживает загрузку из жестких дисков объёмом больше 2 ТБ – купили вы новый винчестер на 3 или 4 ТБ, а установить операционную систему на него не сможете, это технологическое ограничение главной загрузочной записи (никто в 80-х и не подумывал, что HDD могут быть столь неимоверного объема);
• BIOS функционирует в 16-ти битном режиме (при том, что фактически все современные процессоры являются 64 и 32-х битными) при использовании всего 1024 КБ памяти;
• процесс одновременной инициализации нескольких устройств поддерживается, но он весьма неотлажен и проблематичен, что снижает скорость запуска компьютера (каждый аппаратный компонент и интерфейс инициализируется отдельно);
• БИОС – рай для пиратов – он не имеет никаких защитных механизмов, что позволяет загружать любые операционные системы и драйверы, в том числе с изменённым кодом и неподписанные (нелицензионные).

Первая версия UEFI разработана корпорацией Intel для Itanium, но позже была портирована на IBM PC.

Это самостоятельная операционная система с графическим интерфейсом, состоящая из множества модулей и имеющая неограниченный доступ к ресурсам аппаратных компонентов.

Особенности новой EFI с графическим интерфейсом:

• её код написан полностью на , что позволяет увеличить производительность во время загрузки ПК посредством задействования возможностей 64-разрядных центральных процессоров;
• адресного пространства операционной системы хватает для поддержки 8*10 18 байт дискового пространства (такого запаса хватит на несколько десятилетий) при том, что весь объем цифровой информации на данный момент почти на три порядка ниже;
• адресация оперативной памяти – теоретические расчёты показывают, что UEFI позволит устанавливать до 16 эксабайт оперативной памяти (на 9 порядков больше, чем в мощных современных ПК);
• ускоренная загрузка ОС осуществляется благодаря параллельной инициализации аппаратных компонентов и загрузке драйверов;
• драйверы подгружаются в оперативную память ещё до запуска операционной системы, причём они не являются платформозависимыми;
• вместо старой схемы разметки разделов используется прогрессивная GPT, однако для её задействования придётся ;
• удобная и симпатичная графическая оболочка поддерживает управление посредством мыши;
• есть встроенные утилиты для диагностики, изменения конфигурации и обновления прошивок аппаратных компонентов;
• поддержка макросов в формате.nsh;
• модульная архитектура – позволяет загружать собственные драйверы или скачанные из интернета;
• одно из самых значимых и важнейших изменений (в частности для Microsoft), которые привнесла UEFI – наличие . Она вызвана оберегать Bootloader от выполнения вредоносного кода, защитить операционную систему от вирусов ещё до её запуска посредством эксплуатации цифровых подписей.

О последней функции поговорим подробнее.

Secure Boot

Название технологии переводится как «безопасная загрузка» и представляет собой протокол, который является составляющей спецификации графической EFI.

Рис.4 – Проверка режима работы Secure Boot через командную строку в Windows 10