UEFI是什么?与BIOS的区别在哪?

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UEFI

,全称Unified Extensible Firmware Interface,即“统一的可扩展固件接口”,是一种详细描述全新类型接口的标准,是适用于电脑的标准固件接口,旨在代替BIOS(基本输入/输出系统)。此标准由UEFI联盟中的140多个技术公司共同创建,其中包括微软公司。UEFI旨在提高软件互操作性和解决BIOS的局限性。

要详细了解UEFI,还得从BIOS讲起。我们都知道,每一台普通的电脑都会有一个BIOS,用于加载电脑最基本的程式码,担负着初始化硬件,检测硬件功能以及引导操作系统的任务。UEFI就是与BIOS相对的概念,这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境,加载到一种操作系统上,从而达到开机程序化繁为简节省时间的目的。传统BIOS技术正在逐步被UEFI取而代之,在最近新出厂的电脑中,很多已经使用UEFI,使用UEFI模式安装操作系统是趋势所在。

在EFI规范中,一种突破传统MBR磁盘分区结构限制的GUID磁盘分区系统(GPT)被引入,新结构中,磁盘的主分区数不再受限制(在MBR结构下,只能存在4个主分区),另外EFI/UEFI+GUID结合还可以支持2.1 TB以上硬盘(有测试显示,3TB硬盘使用MBR,并且安装Windows 6.x 64位系统,只能识别到2.1TB),并且分区类型将由GUID来表示。在众多的分区类型中,EFI系统分区可以被UEFI固件访问,可用于存放操作系统的引导程序、EFI应用程序和EFI驱动程序。EFI系统分区采用FAT文件系统,容量较小,在Windows操作系统下,默认是隐藏的。UEFI固件通过运行EFI系统分区中的启动程序启动操作系统。CSM是在x86平台UEFI系统中的一个特殊的模块,它将为不具备UEFI引导能力的操作系统(如Windows XP)以及16位的传统Option ROM(即非EFI的Option ROM)提供类似于传统BIOS的系统服务。Secure Boot和CSM不兼容,因此在UEFI固件设置中打开CSM前,需要在UEFI固件设置中关闭Secure Boot。


UEFI和BIOS有什么不同?优点优势是什么?

作为传统BIOS(Basic Input/Output System)的继任者,UEFI拥有前辈所不具备的诸多功能,比如图形化界面、多种多样的操作方式、允许植入硬件驱动等等。这些特性让UEFI相比于传统BIOS更加易用、更加多功能、更加方便。而Windows 8在发布之初就对外宣布全面支持UEFI,这也促使了众多主板厂商纷纷转投UEFI,并将此作为主板的标准配置之一。

UEFI抛去了传统BIOS需要长时间自检的问题,让硬件初始化以及引导系统变得简洁快速。换种方式说,UEFI已经把电脑的BIOS变得不像是BIOS,而是一个小型固化在主板上的操作系统一样,加上UEFI本身的开发语言已经从汇编转变成C语言,高级语言的加入让厂商深度开发UEFI变为可能。

以下关于

UEFI的特点

来自微软官网:

1、通过保护预启动或预引导进程,抵御bootkit攻击,从而提高安全性。

2、缩短了启动时间和从休眠状态恢复的时间。

3、支持容量超过2.2 TB的驱动器。

4、支持64位的现代固件设备驱动程序,系统在启动过程中可以使用它们来对超过172亿GB的

内存

进行寻址。

5、UEFI硬件可与BIOS结合使用。

一般认为,UEFI由以下几个部分组成:

  1. Pre-EFI初始化模块

  2. EFI驱动程序执行环境

  3. EFI驱动程序

  4. 兼容性支持模块(CSM)

  5. EFI高层应用

  6. GUID磁盘分区表

关于

BIOS和UEFI的区别

UEFI是BIOS的一种升级替代方案。关于BIOS和UEFI二者的比较,如果仅从系统启动原理方面来做比较,UEFI之所以比BIOS强大,是因为UEFI本身已经相当于一个微型操作系统,其带来的便利之处在于:

首先,UEFI已具备文件系统的支持,它能够直接读取FAT分区中的文件。什么是文件系统?简单说,文件系统是操作系统组织管理文件的一种方法,直白点说就是把硬盘上的数据以文件的形式呈现给用户。Fat32、NTFS都是常见的文件系统类型。

其次,可开发出直接在UEFI下运行的应用程序,这类程序文件通常以efi结尾。既然UEFI可以直接识别FAT分区中的文件,又有可直接在其中运行的应用程序。那么完全可以将Windows安装程序做成efi类型应用程序,然后把它放到任意fat分区中直接运行即可,如此一来安装Windows操作系统这件过去看上去稍微有点复杂的事情突然就变非常简单了,就像在Windows下打开QQ一样简单。而事实上,也就是这么一回事。

最后,要知道这些都是BIOS做不到的。因为BIOS下启动操作系统之前,必须从硬盘上指定扇区读取系统启动代码(包含在主引导记录中),然后从活动分区中引导启动操作系统。对扇区的操作远比不上对分区中文件的操作更直观更简单,所以在BIOS下引导安装Windows操作系统,我们不得不使用一些工具对设备进行配置以达到启动要求。而在UEFI下,这些统统都不需要,不再需要主引导记录,不再需要活动分区,不需要任何工具,只要复制安装文件到一个FAT32(主)分区/U盘中,然后从这个分区/U盘启动,安装Windows就是这么简单。后面会有专门的文章来详细介绍UEFI下安装Windows7、8的方法。


采用UEFI固件的x86/x64系统类别

类别0,这类系统使用x86 BIOS固件,只支持传统操作系统。

类别1,这类系统采用支持UEFI和Pi规范的固件,激活CSM层功能,只支持传统操作系统。

类别2,这类系统采用支持UEFI和Pi规范的固件,激活CSM层功能,同时支持传统和UEFI启动的操作系统。

类别3,这类系统采用支持UEFI和Pi规范的固件,不再提供或完全关闭CSM层功能,只支持由UEFI启动的操作系统。

类别3+,在类别3的系统基础上提供并激活Secure Boot功能。

微软公司的Windows 8及之后的操作系统适用于上述所有类别的电脑,之前支持UEFI固件的操作系统适用于类别0至类别2型电脑,不支持UEFI固件的操作系统仅可用于类别0和类别1的电脑。所有支持UEFI启动的Linux操作系统适用于类别0至类别3型电脑,多数现行分发版也支持类别3+中的Secure Boot功能,譬如Ubuntu等。 Intel计划将于2020年推出的UEFI Class 3规范中,将Legacy BIOS界面完全舍弃,Intel旗下的所有产品将使用UEFI Class 3(有一部分产品可能是3+)。至2018年,部分x86架构设备已经彻底舍弃CSM,或者,在Legacy引导模式下,功能很有限。


UEFI启动比BIOS启动的更受众的三点原因

第一:安全性

UEFI启动需要一个独立的分区,它将系统启动文件和操作系统本身隔离,可以更好的保护系统的启动。即使系统启动出错需要重新配置,我们只要简单对启动分区重新进行配置即可。而且,对于win8系统,它利用UEFI安全启动以及固件中存储的证书与平台固件之间创建一个信任源,可以确保在加载操作系统之前,近能够执行已签名并获得认证的“已知安全”代码和启动加载程序,可以防止用户在根路径中执行恶意代码。

第二:启动灵活

EFI启动和GRUB启动类似,在启动的时候可以调用EFIShell,在此可以加载指定硬件驱动,选择启动文件。比如默认启动失败,在EFIShell加载U盘上的启动文件继续启动系统

第三:支持容量变大

传统的BIOS启动由于MBR的限制,默认是无法引导超过2.1TB以上的硬盘的。随着硬盘价格的不断走低,2.1TB以上的硬盘会逐渐普及,因此UEFI启动也是今后主流的启动方式。



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