主板大革新!经典Award BIOS告老还乡

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功能更加强大的EFI BIOS     近期关于主板BIOS的消息此起彼伏,首先华硕近日宣布了他们的P5Q系列主板将试行采用EFI BIOS,作为旗下主板产品的基本输入输出系统;而近日据来自DFI的某消息灵通人士透露,Phoenix/Award BIOS的总公司已经确定将停产Phoen

功能更加强大的EFI BIOS

    近期关于主板BIOS的消息此起彼伏,首先华硕近日宣布了他们的P5Q系列主板将试行采用EFI BIOS,作为旗下主板产品的基本输入输出系统;而近日据来自DFI的某消息灵通人士透露,Phoenix/Award BIOS的总公司已经确定将停产Phoenix/Award BIOS相关产品,而这也解释了为什么DFI近期新推出的P55系列主板转用了AMI的BIOS系统。如若消息来源属实,那么Phoenix/Award BIOS就也将很快成为我们记忆中远去的经典技术之一了。这一系列技术动向都牵动着未来主板技术的一个巨大变革,未来的主板还会和现在一样,开机出现的界面是非常丑陋、难懂的吗?


大家熟悉的Phoenix/Award开机画面将不再出现

     停产Phoenix/Award BIOS的原因其实很简单,在很早以前Intel刚提出EFI的时候很多人就断言新一代BIOS系统取代传统BIOS已是大势所趋。如今在UEFI技术逐渐成熟的时候,Phoenix总公司停产Phoenix/Award BIOS就已经只是个时间早晚的问题了。

    对绝大多数的终端用户来说,处于PC后台的BIOS(基本输入输出系统)是个“成天打交道的陌生人”。它隐匿于PC最底层,负责CPU、芯片组和操作系统的连接,电脑开机时一闪而过,用户感觉不到。但这个角色却很重要,“机器的一切都在它的掌控之下”,尤其与系统安全干系重大。

    早期的BIOS由PC的鼻祖IBM推出,受专利保护,全球只有少数几家厂商涉足,研发生产长期处于半垄断状态。20多年来,PC技术突飞猛进,BIOS却只能通过修修补补来适应,由此造成了“一大堆代码,运行时间长,扩展性差”的局面,加之使用的是汇编语言,维护和发展都很困难,拖了PC的后腿。而采用C/C++编写的UEFI BIOS具有规范化、模块化的优点,不仅解决了传统BIOS的弊端,功能也超出了BIOS的范围,扩展延伸为一个强大的微型操作平台,可以支持多种操作系统引导之前的底层应用,承担起配置、调试、管理、网络等多种扩展功能。无论技术水平还是市场反应看,UEFI BIOS取代传统BIOS已是大势所趋。


华硕首款试行EFI BIOS的P5Q-Deluxe主板

    UEFI联盟是英特尔、微软、惠普等厂商为统一UEFI(统一可扩展固件接口)标准于2005年发起成立的国际联盟组织,目前已有73家企业成员。

    以前Phoenix曾经在IDF展示了自己基于UEFI技术的超快速启动BIOS系统,UEFI超快速启动的能力令人印象深刻,不过尽管相比古老陈旧的BIOS系统UEFI拥有诸多优势,但由于种种原因,UEFI目前还未能在PC中大规模普及。

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EFI BIOS技术简介

    大家是不是为了不会设置bios而烦恼,不用怕,以后我们不用bios了,我们用EFI。windows7系统能全面支持EFI,那么什么是EFI呢。

    EFI的英文全称是Extensible Firmware Interface,中文名是可扩展固件接口,早在2006年的上半年,Intel曾经在IDF上进行过EFI的演示。要使用EFI系统,必须主板和操作系统都支持EFI功能,目前支持EFI功能的操作系统有Mac OS X、Vista和Server 2003。

    EFI工作原理简介:

    EFI在开机时的作用和BIOS一样,就是初始化PC,但在细节上却又不一样。BIOS对PC的初始化,只是按照一定的顺序对硬件通电,简单地检查硬件是否能工作,而EFI不但检查硬件的完好性,还会加载硬件在EFI中的驱动程序,不用操作系统负责驱动的加载工作。 EFI的最革命之处,是颠覆了BIOS的界面概念,让操作界面和Windows一样易于上手。在EFI的操作界面中,鼠标成为了替代键盘的输入工具,各功能调节的模块也做的和Windows程序一样,可以说,EFI就是一个小型化的Windows系统。

   对于操作系统来说,如果主板使用的是BIOS,那么操作系统就必须面对所有的硬件,大到主板显卡,小到鼠标键盘,每次重装系统或者系统升级,都必须手动安装新的驱动,否则硬件很可能无法正常工作。而基于EFI的主板则方便很多,因为EFI架构使用的驱动基于EFI Byte Code。EFI Byte Code有些类似于Java的中间代码,并不由CPU直接执行操作,而是需要EFI层进行翻译。对于不同的操作系统来说,EFI将硬件层很好地保护了起来,所有操作系统看到的,都只是EFI留给EFI Byte Code的程序接口,而EFI Byte Code又直接和Windows的API联系,这就意味着无论操作系统是Windows还是Linux,只要有EFI Byte Code支持,只需要一份驱动程序就能吃遍所有操作系统平台。

    更为神奇的是,EFI Byte Code驱动还能绕过操作系统,直接安装在EFI环境中,这样对硬件的控制就由EFI层负责,EFI向操作系统直接提供硬件操作的接口,不需要操作系统再调用驱动。这种方式的优点是不需要进入操作系统,只需要进入EFI界面,更新驱动程序就可以完成,而且不需要对每一个操作系统进行驱动升级,只要EFI界面中升级一次,所有上层的操作系统都可以直接调用新的EFI接口。

    EFI在开机之始就能够驱动所有的硬件,网络当然也不会例外,所以在EFI的操作界面中,程序可以直接连接上互联网,向外界求助操作系统的维修信息或者在线升级驱动程序。

    既然EFI功能那么强大,那它存放在什么地方?是存放在原来的BIOS芯片中吗?答案当然是No。BIOS芯片只有256KB,远远不够EFI使用。EFI是以小型磁盘分区的形式存放在硬盘上的。EFI的安装,必须在支持EFI功能的主板上,使用光驱引导系统,然后对磁盘进行EFI化的处理,这个处理的过程,主要就是划分EFI独用的磁盘空间。

    EFI的存储空间大约为50MB到100MB,具体视驱动文件多少而定。在这部分空间中,包含以下几个部分:

1. Pre-EFI初始化模块
2. EFI驱动执行环境
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

    在实现中,EFI初始化模块和驱动执行环境通常被集成在一个只读存储器中。Pre-EFI初始化程序在系统开机的时候最先得到执行,它负责最初的CPU、北桥、南桥、内存和硬盘的初始化工作,紧接着载入EFI驱动。当EFI驱动程序被载入运行后,系统便具有控制所有硬件的能力。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,磁盘的分区数不再受限制(在MBR结构下,只能存在4个主分区),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EFI系统存取,用于存放部分驱动和应用程序。CSM是在x86平台EFI系统中的一个特殊的模块,它将为不具备EFI引导能力的操作系统提供类似于传统BIOS的系统服务。

    由于EFI驱动开发简单,所有的硬件厂商都可以参与,为自家的硬件定制最为合适的驱动。基于EFI的驱动模型可以使EFI系统接触到所有的硬件功能,不进入操作操作系统就浏览网站不再是天方夜谭,甚至实现起来也非常简单。这对基于传统BIOS的系统来说是件不可能的任务,在BIOS中添加几个简单的USB设备支持都曾使很多BIOS设计师痛苦万分,更何况除了添加对无数网络硬件的支持外,还得凭空构建一个16位模式下的TCP/IP协议。

    很多人担心EFI这种开放的模式将会导致新的安全隐患,因为EFI系统比传统的BIOS更易于受到计算机病毒的攻击,当一部分EFI驱动程序被破坏时,系统有可能面临无法引导的情况。实际上,系统引导所依赖的EFI驱动部分通常都不会存放在EFI的GUID分区中,即使分区中的驱动程序遭到破坏,也可以用简单的方法得到恢复,因为只读芯片中的EFI代码足够用来引导计算机从光驱启动,此时插入EFI的安装盘,对EFI的系统存储区域进行修复或者覆盖安装,就能将PC恢复到正常。而且这个修复过程对操作系统来说,等于是从两台配置一模一样配置机器中的一台转移到另一台,并不会出现需要重新识别硬件的情况。 EFI在概念上非常类似于一个低等级的操作系统,并且具有操控所有硬件资源的能力。不少人感觉它的不断发展将有可能代替现代的操作系统。事实上,EFI的缔造者们在第一版规范出台时就将EFI的能力限制于不足以威胁操作系统的统治地位。首先,它只是硬件和操作系统间的接口规范;其次,EFI环境下不提供中断的访问机制,也就是说每个EFI驱动程序必须用轮询的方式来检查硬件状态,并且需要以解释的方式运行,较操作系统下的驱动效率低得多;第三,EFI系统不提供复杂的存储器保护功能,它只具备简单的存储器管理机制,具体来说就是指运行在x86处理器的段保护模式下,以最大寻址能力为限把存储器分为一个平坦的段,所有的程序都有权限存取任何一段位置,并不提供真实的保护服务。

    EFI的命令行控制模式

    EFI的设计架构中,一旦引导软件将控制权交给操作系统,所有用于引导的服务代码将全部停止工作,部分运行时代服务程序还可以继续工作,以便于操作系统一时无法找到特定设备的驱动程序时,该设备还可以继续被使用。EFI的程序只限于类似Java伪执行文件的能力,并没有直接访问磁盘所有资源的能力,而且在进入操作系统后的大多数情况下,EFI部分的代码都进入沉睡模式,即使有针对EFI的病毒,也无法造成进一步的影响。

    EFI的出现,可以说是充分弥补了BIOS原有的不足。因为BIOS过于自信芯片的安全,所以当遇上CIH病毒,启动机制也被完全破坏。而EFI将主要程序文件放在了硬盘上,被破坏了还可以使用光盘进行维修,对操作系统而言,这种“破坏-维修”的方式是完全透明的,不会影响操作系统的使用。虽然看起来EFI更容易受到损坏,但也更为易于修复。

    BIOS在经历了十几年发展之后,也终于走到了尽头,外观上的落后、功能上的羸弱、安全上的薄弱、性能上的不足,都严重制约着它的进一步发展。虽然在这些日子里,BIOS能够带给我们基本的功能,但PC要进步,就必须寻求更高更好的技术。

    EFI作为BIOS的替代者,无论是界面、功能还是安全性,都要远远高于后者,而且作为未来主板的趋势所向,EFI上能执行的程序会越来越多,EFI能够提供的基本功能也就越来越强。今天,微星在CES展会上展示了EFI主板的强大,因为和普通BIOS主板在设计难度以及生产兼容性上并不冲突,所以可以相信,拥有诸多优点的EFI会取代BIOS,让PC越来越易于使用。

    Intel作为EFI大力的推广者和制定者,能看到EFI逐渐从服务器平台走向桌面级市场,其中辛酸甘苦只有自己才知道。从初期厂商对EFI的概念毫无兴趣,到今天各大BIOS提供商如Phoenix, AMI等,原先被认为是EFI发展的阻碍力量,现在也不断的推出各自的解决方案。支持EFI功能的主板也逐渐退出。一切的一切,都似乎预示着我们可以和BIOS说声再见,让技术的进步来记录历史。

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