Различия между BIOS и UEFI

1. BIOS (Basic Input/Output System)

BIOS появился в 1975 году вместе с первыми ПК на базе процессоров Intel. Он стал стандартом для IBM PC-совместимых компьютеров и долгое время был единственным интерфейсом между железом и ОС.

Основная задача: Инициализация аппаратных компонентов (POST — Power-On Self-Test) и передача управления загрузчику ОС.

1.2 Архитектура BIOS

• 16-битный режим: Работает в реальном режиме процессора (Real Mode), что ограничивает адресацию памяти до 1 МБ (из них только 640 КБ доступно для ОС).
• Прошивка ROM: Хранится в микросхеме на материнской плате. Обновляется через перепрошивку (например, утилитой вроде AWDFLASH).
• Интерфейс: Текстовый (синий/серый экран), управление осуществляется только клавиатурой.
• Таблица векторов прерываний (IVT): BIOS предоставляет ОС доступ к железу через прерывания (например, INT 13h для работы с дисками).

1.3 Ограничения BIOS

• MBR (Master Boot Record):
  • Максимальный размер диска — 2 ТБ (из-за 32-битной адресации секторов).
  • До 4 первичных разделов (или 3 + 1 расширенный с логическими).
  • Загрузочный код MBR уязвим к перезаписи (вирусы вроде Bootkit).
• Скорость загрузки: Последовательная инициализация устройств. Нет поддержки параллельных процессов.
• Безопасность: Отсутствует проверка загрузчика. Любой код в MBR выполняется без контроля.
• Совместимость: Проблемы с современными технологиями (например, диски >2 ТБ, NVMe, USB 3.x).

2. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

EFI был разработан Intel в 1998 году для серверов Itanium. Позже переименован в UEFI (2005) и передан организации UEFI Forum.

Цель: Устранить ограничения BIOS, обеспечить поддержку современных технологий и стандартизацию.

2.2 Архитектура UEFI

• 32/64-битный режим: Работает в Protected Mode или Long Mode, что позволяет использовать всю доступную память.
• Модульность: Состоит из драйверов (.efi), приложений и сервисов, загружаемых динамически. Поддерживает сетевые протоколы (PXE), файловые системы (FAT32, NTFS, EXT4).
• Интерфейс: Графический (GUI) с поддержкой мыши, сенсорного ввода и локализации. Расширенные настройки (например, разгон CPU, управление вентиляторами).

2.3 GPT (GUID Partition Table)

[Image of GPT partition structure diagram]

• Структура: Использует GUID (глобальные уникальные идентификаторы) для разделов. Заголовок GPT хранится в начале и конце диска для избыточности.
• Преимущества:
  • Поддержка дисков до 9.4 ЗБ (зеттабайт = 1 млрд ТБ).
  • До 128 первичных разделов.
  • CRC-контроль целостности данных.

2.4 Secure Boot

• Принцип работы: Проверяет цифровую подпись загрузчика (например, grubx64.efi) с использованием сертификатов, хранящихся в UEFI.
• Защита: Блокирует запуск неподписанного кода (например, руткитов).
• Нюансы: Возможны проблемы с установкой альтернативных ОС (например, Linux). Решение — добавление собственных ключей в UEFI или отключение функции.

2.5 Скорость загрузки

• Параллельная инициализация: Устройства инициализируются одновременно, а не последовательно.
• Оптимизация: UEFI сохраняет информацию об оборудовании между сеансами (например, через NVRAM).
• Fast Boot: Технология пропуска POST для некоторых устройств для мгновенного старта.

Итог: UEFI — это революция

UEFI устранил ключевые недостатки BIOS, обеспечив:

1. Поддержку современных технологий (GPT, NVMe, Secure Boot).
2. Ускоренную и безопасную загрузку.
3. Гибкость для разработчиков и пользователей.