<轉貼>EFI 接位, 傳統 BIOS 將功成身退

cremaker

以下文章轉自 http://blog.yam.com/luckyjeff/article/21138846

【賽迪網訊】BIOS（Basic Input/Output System，基本輸入/輸出系統）作為PC的核心固件，是用戶最初設置和操作PC的環境，負責溝通硬體和軟體的交互聯繫。在幾乎所有硬體架構都曾歷經數次徹底革新的情況下，傳統BIOS一直是修補式的漸進發展，由於軟硬體均發展迅速，沿用20多年前的基本模式的BIOS已成為PC前進的包袱。傳統BIOS正遭受相容性、維護和擴展等一系列技術挑戰，被EFI（Extensible Firmware Interface，可擴展固件介面）的取代趨勢已日趨明朗。


ＢＩＯＳ廉頗老矣

BIOS被取代的必然性是由技術發展決定的，主要是架構的限制。BIOS作為作業系統與硬體之間的介面，對於硬體性能有著至關重要的影響，一台電腦性能優越與否，很大程度上取決於主板的BIOS管理功能是否先進。BIOS的服務都是通過中斷完成，自身採用16位彙編代碼編寫，在32位處理器成為主流時，為了相容16位中斷系統，必須保留16 位運行模式。如今處理器進入64位時代，但仍然要保留16位運行模式，由此導致的代碼運行緩慢、啟動時間長等問題，已成為傳統BIOS的致命軟肋。

BIOS存放在主板晶片中，需要特殊工具和技術才可以對內容進行修改或重新編譯，而且存儲容量有限，BIOS添加新功能會受到容量限制，這也在一定程度上限制了BIOS發展。同時，BIOS晦澀難懂、技術門檻較高的特點也不適應目前簡單、易用的趨勢。BIOS不能完全達到即插即用，需要對硬體驅動和I/O資源進行調整，尤其是中斷分配這個技術環節上，必須進入BIOS手動調整，一旦出現了某些新類型硬體，甚至還需要手動刷新BIOS版本，這些操作往往令非專業人員感到技術門檻很高。儘管後來的發展讓硬體正常運轉變得相對簡單，但硬體衝突還是不可避免，此時要手動調整硬體驅動及分配資源，需要的專業知識就更多。

繼任者什麼樣

EFI是英特爾為全新類型的PC固件的體系結構、介面和服務提出的建議標準，被視為是BIOS的繼任者。它是1999年為安騰而生的，2005年英特爾把EFI規範貢獻給業界，成立統一的EFI論壇，即管理EFI規範的非營利性國際組織UEFI。業務上的競爭並不妨礙技術和標準上合作，在11家UEFI創始推進公司中，既涵蓋了AMD、Intel這樣的晶片廠商，也包括作業系統廠商、個人電腦廠商，更涵蓋了Phoenix和AMI這樣的獨立BIOS廠商。從BIOS 到UEFI的轉型得到主要行業參與者的支援，EFI成為公認的可靠、穩定的新一代BIOS標準。

據了解，UEFI相關參數定義了作業系統與平臺固件間可擴展介面，其最大特點是採用模組化設計，基本分為硬體控制和OS軟體兩大模組，前者只要EFI版本相同，功能就完全相同，而後者則是給廠商用C語言（而非組合語言）撰寫應用功能的開放介面。通過這個標準的開放介面，廠商可以根據需要自行編寫各種功能插件，比如系統備份/還原插件、瀏覽器插件、防病毒插件等，同時不受容量限制，這就為固件層級的技術創新提供了平臺。

EFI擁有採用結構化C語言編寫、可視化操作、可擴展性強以及相容性強等優勢。它帶給用戶最直觀的感受是圖形化界面， EFI看起來很像一個初級作業系統，不但支援滑鼠操作，還可以進行遊戲、媒體播放等操作，這在BIOS應用時代很難實現。通過EFI，甚至還可實現初級的作業系統功能，完成如上網、文件管理等功能。據英特爾軟體與解決方案事業部中國首席研發官梁兆柱介紹，未來的EFI功能還會更強大，並將在新一代MID和HTPC中發揮作用。

從技術角度看，EFI最大的變革之處在於開機後EFI初始化時，不僅檢測硬體設備，還可同時載入硬體的驅動程式，而並不需要通過作業系統來載入。此前，硬體由Windows控制，每次重裝系統後，也要安裝相應的驅動程式。而 EFI則可直接裝入驅動程式，通過EFI層來載入硬體驅動，免去了重裝作業系統後重新安裝驅動的勞動量。

英特爾的EFI核心技術由中國團隊掌握，他們專注于平臺固件（Firmware）技術的研發，為英特爾和整個業界提供EFI/Framework核心技術。宣佈開放後，英特爾公佈了EFI所有源代碼，現在可以看到的EFI BIOS產品都是以英特爾提供的EFI功能核心Framework為基礎，再加挂其編寫的架構模組。按照微軟的計劃，未來絕大多數作業系統都將支援EFI。蘋果已經率先在 Macbook Pro上運用了EFI，成為首家在x86 PC中採用EFI技術的廠商。業界評估表明，到2009年底，超過50%的新一代Intel和AMD的PC及伺服器的CPU將支援EFI。

誰將從中受益

BIOS領域呈寡頭壟斷的態勢，Phoenix以約65%的佔有率首屈一指，餘下的份額也幾乎被AMI和係微佔據。中國作為PC生產與消費大國，在BIOS領域卻一直缺位。“中國應該在開源EFI平臺上，通過引進消化吸收再創新，開發出具有國際先進水準的新一代BIOS，使我國用上自主可控的BIOS。”中國工程院院士倪光南指出。中國實現BIOS國產化，才能平等參與國際競爭，帶動一大批國內軟硬體廠商改變傳統的簡單加工、製造模式，充分利用BIOS 的核心技術，創造出具有高附加值產品。

2005年，原資訊產業部與英特爾聯合推動新一代國產BIOS 產業項目並簽署合作協議。合作終於結出了碩果，在前不久的大連軟交會上，南京百敖軟體公司獲得了英特爾EFI平臺創新架構授權，成為英特爾在全球範圍內第五家、中國內地唯一一家獨立BIOS供應商，百敖軟體將以EFI平臺為基礎，開發新一代安全、可管理和適合未來PC應用需求的BIOS管理方案。據梁兆柱介紹，英特爾向百敖提供了共130萬行基礎代碼和平臺參考代碼。在合作研發的過程中，百敖軟體獲得了多項具有自主知識產權的國產BIOS相關的軟體著作權，並推出了國內第一款安全EFI BIOS產品，實現了國內BIOS系統從無到有的突破。

據了解，該產品已在長城推出的第二代安全電腦世恒S系列上得到應用。更深層次的意義在於，這將把我國資訊安全的防範體系擴展到 BIOS一層，有利提高我國資訊安全的防範能力。在逐步完善之後，成熟的國產BIOS將廣泛應用於伺服器、臺式機、筆記本電腦及嵌入式領域。這不僅是國產BIOS廠商的商機，也為國產PC企業提供了創新的機會。

conbawa

看到一半就覺得有金幣的光芒出現
現在的架構上  OS <--->  DRIVER   <--->  HARDWARE
EFI要改掉這個,果然OS也要對應修改支援

MS:換吧,換吧,要用新規格就要買新的OS n_144|

s10274chen

EFI其實在之前就有幾款市售的主機板採用，記得是星星店出的。
上學期和同學幫忙忠孝國小老師處理一批新的惠普的筆電，也都通通採用EFI。
進入設定頁面用起來的感覺並不怎麼順......感覺好像還會卡卡的，不過整體開機速度還快的，原先是安裝vista系統，後來通通都改成XP了。

傳統BIOS，AMI、award等廠商其實已經停止支原有一陣子了，但目前市面上的新板子仍然使用傳統BIOS，據聽聞，都是板廠自己再增加修改，後續的維護，都只能自力救濟，可見EFI的趨勢逐漸浮上來。

dcstudio

BIOS還是BIOS (Basic Input Output System), 祗是換了個型態繼續生存..
EFI OS祗能存在於64Bit... 傳統的18/32BitOS仍要有CSM (Compatibility Service Module)來支持..

所以, 標題應該正名為 "EFI 接位, 傳統 BIOS 將改換新裝"
而不是 "功成身退" 來形容!!

因為.. EFI一樣要燒進FlashROM, 一樣要有開機動作... 一樣做BIOS以前做的事...

SuperSunday

隨著超過2TB硬盤的普及。EFI應該也快要普及了吧？

網上逛了一圈，發現：
電腦要從大於2TB的分區啟動，必須滿足以下條件:
1) 使用基於 EFI 的主板 (而不是傳統的BIOS)
2) 使用GPT分割表　(而不是傳統的 MBR分割表, MBR本身有2TB大小的限制)
3) 使用支援GPT，同時支援EFI 啟動的 OS 。
    64bit 的 vista sp1 和win7 都支援 (注:32bit的不支援EFI 啟動)。
    XP完全不支援!(注：itanium cpu系統對OS的要求有所不同)

也就是說，MBR+傳統BIOS 最多只能堅持到 8TB 硬盤(切成4等分，每個分區2TB) ?　
沒有EFI, 買超過8TB的硬盤就沒法當系統盤了 ?
n_010|

dcstudio

回復 5# SuperSunday
這個說法也不盡然對!!
對BIOS來說, 早就可以定址48Bit HDD, (2的48次方Bit)
真正的問題是MBR的partition table.
Layout of one 16-byte partition record : http://en.wikipedia.org/wiki/Master_boot_record

早期 LBA of first absolute sector in the partition 祗規劃了4Byte來存放Partition information.
4Byte=32Bit=2^32*512=2199023255552=2TB
LBA of first absolute sector in the partition : http://en.wikipedia.org/wiki/Logical_block_addressing
這才是為什麼BIOS已經支持48Bit, 但仍不能定址超過2Tb來開機的原因!!!

另外, 即使BIOS能支持48Bit, 也用了GUID Partition Table(GPT),
因應EFI的規格, BIOS還是要將開機使用權傳送給GPT.
所以, 坊間才會有 "要用EFI BIOS才能支持2Tb以上硬碟來開機的說法"..

以上!!

Heaven

可實現初級的作業系統，還可以讓廠商自行加入一堆應用程式？真是好消息，要是可以完成上網、文件管理、甚至再加入多媒體播放等功能的話，這實在很方便，以後OS大概只要灌著做備用就好了~~(因為扣掉電腦閒置的時間，我發現我的電腦9成9以上是在做上面那些事~~~@@)

SuperSunday

回復 6# dcstudio

說的是同一回事啊。。。n_053|
剛剛看到WD網站有這份資料，PO一下：

中文: 硬碟機產業達成建置 3 TB SATA 硬碟機的技術挑戰
_http://www.wdc.com/wdproducts/library/Flyer/CHT/2579-771501.pdf
英文: Hard drive industry meets the technological challenges of implementing
3 TB SATA hard drives
_http://www.wdc.com/wdproducts/library/Flyer/ENG/2579-771501.pdf

dcstudio

回復 8# SuperSunday
意思上差不多了!! 由其是文件內的一行小字!!
"開機支援需要使用 UEFI 支援的系統和 64 位元版本的作業系統"
UEFI 支援的系統 >> BIOS
64 位元版本的作業系統 >> GPT

shunxing

回復  SuperSunday
這個說法也不盡然對!!
對BIOS來說, 早就可以定址48Bit HDD, (2的48次方Bit)
真正的問題 ...
dcstudio 發表於 2010-10-30 10:26 AM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

.........
這位大大.....不要跟我說...你會寫開機語言......
你未免太強了吧～～～能瞭解到這種程度..

SuperSunday

回復  SuperSunday
意思上差不多了!! 由其是文件內的一行小字!!
"開機支援需要使用 UEFI 支援的系統和 64  ...
dcstudio 發表於 2010-11-5 09:05 PM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

的確如此。n_006|
btw,上面那個帖就不更正了。(若改了，下面的討論就會變得沒有意義了。)