В чем отличия UEFI BIOS от традиционного БИОС-а?

Технология UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), как и BIOS, представляет собой интерфейс встроенного ПО компьютера, и обеспечивает связь между ним и операционной системой. Как и БИОС, интерфейс UEFI (также упоминающийся в русскоязычной компьютерной публицистике как УЕФИ) используется для инициализации аппаратных компонентов компьютера и запуска операционной системы, хранящейся на жестком диске.

В чем же состоят отличия UEFI BIOS от традиционного BIOS?

BIOS считывает информацию с первого сектора жесткого диска, где содержится главная загрузочная запись (MBR) и выбирает загрузочное устройство, где находится операционная система. Поскольку BIOS – это очень старая система, работающая с середины 1970-х гг, то она до сих пор работает в 16-битном режиме. Это обстоятельство ограничивает количество информации, которое может быть прочитано из системной ROM (постоянной памяти компьютера).

UEFI выполняет ту же задачу, но делает это немного по-другому. Она хранит всю информацию об инициализации и начальной загрузке системы в специальном файле, находящемся на жестком диске в особом разделе ESP (EFI System Partition). Кроме того, ESP содержит загрузочные программы операционной системы, установленной на компьютере.

УЕФИ в перспективе предназначена для полной замены BIOS и предлагает много новых функций и улучшений, которые не могут быть реализованы в BIOS:

1. Отсутствие ограничений объема разделов и их количества. Для хранения информации о жестком диске БИОС использует главную загрузочную запись (MBR), в то время как UEFI – так называемую GPT (GUID partition table). Основная разница между ними состоит в том, что MBR использует 32-битные элементы, что позволяет системе иметь лишь 4 физических раздела диска, а каждый раздел может быть размером не более 2 терабайт. Что же касается GPT, то она имеет 64-битные элементы, что позволяет системе иметь до 128 разделов размером до зеттабайта (10 21 байт).
2. Скорость и производительность. Поскольку технология УЕФИ не зависит от конкретной платформы, то она способна уменьшить время загрузки и увеличить скорость работы компьютера, особенно в том случае, если в системе установлены объемные жесткие диски.
3. Безопасность. Самым большим преимуществом UEFI по сравнению с БИОС является безопасность. Она реализуется при помощи технологии Secure Boot (безопасный запуск), поддерживаемой операционной системой Windows 8. Поскольку Secure Boot имеет возможность запрашивать цифровую подпись у загрузочных программ, то интерфейс UEFI позволяет использовать во время загрузки только аутентифицированные драйверы и службы. Secure Boot контролирует процесс загрузки до тех пор, пока операционная система полностью не загружена. Это дает гарантию того, что во время загрузки в компьютер не проникнет вредоносное ПО.
4. Обратная совместимость. Для обратной совместимости большинство реализаций УЕФИ на компьютерах архитектуры PC также поддерживают режим Legacy BIOS для дисков с MBR. Для этого в UEFI существует функция CSM (Compatibility Support Module, модуль поддержки совместимости). В случае диска с MBR загрузка производится в том же режиме, что и в системах на основе BIOS. Также возможна загрузка систем на основе BIOS с дисков, имеющих GPT.
5. Поддержка сетевой загрузки. УЕФИ может осуществлять загрузку через сеть при помощи технологии Preboot eXecution Environment (PXE). Эта технология поддерживает основные сетевые протоколы, такие, как IPv4 и IPv6, UDP, DHCP и TFTP. Также поддерживается загрузка с загрузочных образов, хранящихся в сетевых хранилищах данных.
6. Менеджер загрузки.В стандарте UEFI менеджер загрузки определяется как инструмент, предназначенный для загрузки операционной системы и всех необходимых драйверов. Загрузчики операционной системы хранятся в файлах, к которым может осуществляться доступ со стороны встроенного ПО. УЕФИ поддерживает файловые системы FAT32, а также FAT16 и FAT12 для съемных носителей. UEFI не зависит от загрузочных секторов, хотя ESP отводит для них место в целях обратной совместимости. Загрузчики автоматически определяются программным обеспечением UEFI, что позволяет осуществлять загрузку со съемных носителей.

История возникновения технологии

Технология EFI BIOS изначально была разработана компанией Intel. Сейчас стандарт UEFI разрабатывается организацией UEFI Forum.

Первоначальной мотивацией для разработки EFI были ограничения BIOS, такие, как 16-битный процессорный режим, 1 МБ адресуемого пространства памяти, что было неприемлемо для серьезных серверных платформ, таких, как Itanium. Попытка устранить эти проблемы в 1998 г. первоначально получила название Intel Boot Initiative, а затем была переименована в EFI.

В 2005 году Intel приостановила развитие стандарта EFI на версии 1.10 и передала его Unified EFI Forum, которая развила стандарт в версию UEFI. При этом владельцем исходного стандарта EFI BIOS продолжает оставаться Intel, выдающая лицензии на продукты, основанные на технологии EFI. Версия UEFI 2.1 была выпущена в январе 2007 г. В ней были добавлены возможности шифрования данных, сетевой аутентификации и технология User Interface Architecture. Текущая версия стандарта UEFI 2.4 была принята в июле 2013г.

Критика УЕФИ

В адрес УЕФИ порой высказывается критика, в частности со стороны поборников информационных прав. Например, компьютерный эксперт Рональд Г. Миних, один из разработчиков альтернативной открытой технологии загрузки Coreboot, осуждает EFI как попытку ограничить возможность пользователя полностью контролировать свой компьютер. Кроме того, он считает, что эта технология не решает ни одной из застарелых проблем традиционного BIOS, в частности, потребности в двух драйверах – одного для встроенного ПО, другого – для операционной системы.

Заключение

UEFI – это технология, которая имеет как немало преимуществ, так и недостатки. На сегодняшний день она еще не распространена повсеместно и не поддерживается всеми компьютерами и другими устройствами. Наличие встроенного в UEFI менеджера загрузки означает, что отпадает необходимость в отдельных загрузчиках. Кроме того, эта технология может работать совместно с BIOS(в режиме совместимости — Legacy BIOS) и независимо от нее. При этом BIOS по-прежнему может использоваться там, где не требуется хранить большие объемы данных, а проблема безопасности не является чрезвычайно актуальной.

Выберите UEFI или Legacy BIOS при загрузке в программе установки Windows или Windows PE

По сравнению с BIOS Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) делает компьютер более безопасным. Если ваш ноутбук поддерживает UEFI, вы должны его использовать. Однако иногда устаревшая версия BIOS все еще полезна. Пример – если вы загружаетесь из сети, которая поддерживает только BIOS, вам нужно будет загрузиться в устаревшем режиме BIOS. То же самое может случиться с UEFI. В этом руководстве мы расскажем, как выбрать UEFI или Legacy BIOS при загрузке в программе установки Windows или Windows PE. Для вашего сведения, Windows PE используется для установки, развертывания и восстановления Windows 10 (все версии).

Выберите UEFI или Legacy BIOS при загрузке в программе установки Windows или Windows PE

Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что этот пост не о переключении режимов прошивки. Если вы планируете перейти с устаревшего BIOS на UEFI, вам придется использовать MBR2GPT Tool. Так что если вы находитесь в ситуации, когда вам нужно использовать режим BIOS, но ваш компьютер настроен на UEFI, вот что вам нужно сделать. Это возможно только в том случае, если к системе подключены жесткие диски с дисками BIOS: MBR и UEFI: GPT.

Примечание. Некоторые устройства поддерживают только UEFI или Boot. В то время как другие попросят вас отключить функции безопасности UEFI, чтобы сначала загрузиться с помощью BIOS.

1] Откройте меню прошивки. Чтобы войти в UEFI или BIOS, нажмите клавишу Del или F12 или аналогичную горячую клавишу, чтобы войти в нее. Каждый OEM имеет свое соглашение. Иногда это может быть использование кнопки увеличения или уменьшения громкости. Если это не работает, вы можете загрузиться в расширенный режим восстановления. Перезапустите, удерживая клавишу Shift. Он перенесет вас в меню восстановления. Здесь перейдите к

Устранение неполадок> Дополнительные параметры> Настройки прошивки UEFI.

2] Найдите вариант с надписью «Загрузка с диска или по сети». Помимо этого, у вас будет возможность выбирать между UEFI или BIOS. Определите это. Если вы загрузитесь в сеть, которая не поддерживает UEFI, вам придется начать все сначала. Меню могут выглядеть примерно так, как показано ниже.

UEFI: USB-накопитель или BIOS: сеть/локальная сеть.

Обе эти опции используют одно и то же устройство и носитель, но загружают ПК в другом режиме прошивки. Если вам необходимо отключить функцию безопасности UEFI, перейдите в раздел Безопасность> Безопасная загрузка и отключите эту функцию.

Как найти режим прошивки

При запуске установки, если компьютер загружается в неправильном режиме, установка Windows не удастся. Чтобы это исправить, перезагрузите компьютер. И выберите правильный режим прошивки.

Вы можете использовать команду

чтобы узнать, находитесь ли вы в BIOS или UEFI при использовании WindowsPE. Если возвращаемое значение равно 0x1, это означает BIOS , если его 0x2 – UEFI.

Как сделать так, чтобы всегда загружаться в режиме RIGHT

Можно настроить так, чтобы во время установки Windows или при использовании Windows PE компьютер загружался только в UEFI или в устаревшую BIOS. Чтобы сделать это, мы внесем некоторые изменения в файл установки. Таким образом, вам не придется каждый раз выбирать UEFI или Legacy BIOS.

Мы знаем, что при загрузке Windows менеджер загрузки ищет папку bootmgr или EFI . Чтобы убедиться, что вы загружаетесь в правильном режиме, мы можем удалить файлы, которые Windows PE или программа установки Windows используют для загрузки прошивки.

фаза	BIOS	UEFI
Диспетчер загрузки Windows	% SystemDrive% \ Bootmgr	\ EFI \ Microsoft \ Boot \ Bootmgfw.efi

Загрузка только в режиме UEFI

Чтобы загружаться только в режиме UEFI, удалите файл bootmgr из корневого каталога установочного носителя Windows PE или Windows. Это предотвратит запуск устройства в режиме BIOS.

Загрузка только в режиме BIOS

В этом случае удалите папку efi из корня установочного носителя Windows PE или Windows. Это предотвращает запуск устройства в режиме UEFI.

Это полезно только во время настройки машины, а не после нее.

Как установить Windows: режимы Legacy и UEFI.

Как установить Windows в режиме Legacy или UEFI?

В то время, как сам процесс установки у подготовленного пользователя не вызывает особых трудностей, процесс подготовки загрузочного устройства и выбор режимов установки может вызывать вопросы. Хотя бы в части понимания разницы между режимами установки на различные типы таблиц: MBR или GPT. Вскроем некоторые подробности процесса как правильно установить Windows. Статья будет разделяться по такому принципу:

Если теория вас не интересует, переходите сразу к установке.

С некоторых пор именно режим UEFI рекомендуется для установки операционной системы, так как он обладает более расширенными настройками безопасности, нежели Legacy. Однако обычного пользователя прежде всего интересуют другие аспекты двух режимов, которые можно было бы сравнить. Сюда относим:

Итак, весь “сыр-бор” вопроса “какая между ними разница?…” заключается в том, каким образом в процессе загрузки системы обнаруживается сама цель загрузки. И в указанных выше пунктах сравнения можно вычленить и сами “плюсы” и “минусы” обоих режимов. Но сначала о процессе загрузки Windows в них обоих. Из описания уже можно сделать определённые выводы.

Загрузка Windows в режиме Legacy

Запускается программное обеспечение BIOS из чипа CMOS. Это ПО поддерживает распознавание списка установленных устройств, которые могут выступать в роли загрузчика: традиционные флопик, CD/DVD привод и диск. Они перечисляются в установленном порядке. По окончанию POST-процедуры в память загружается первый сектор каждого из потенциальных устройств хранения. И тут же начинается сканирование работоспособной записи MBR. Если такой обнаружен, управление загрузкой передаётся уже коду загрузчика самой MBR. У пользователя появляется возможность выбрать раздел, откуда начнётся загрузка. Если же на первом устройстве “валидная” MBR не найдена, BIOS сканирует второе устройство, третье и т.д. Результатом череды неудач по поиску MBR является пресловутая ошибка

Загрузка Windows в режиме UEFI

Запускается программное обеспечение UEFI, которое поддерживает распознавание списка “валидных” загрузочных томов, которые некоторым пронырливым пользователям известны как EFI Service Partitions.

На устройства ему наплевать, UEFI интересуют именно “особые” разделы с работоспособной GPT-таблицей. GPT не содержит в себе начальный загрузчик (boot loader), как это делает MBR. Всю работу на себя берут специальные драйверы EFI. И, если раздел найден, система сразу начинает себя загружать. Если нет, UEFI может переключиться на метод Legacy, в котором принцип загрузки изменится на вам уже знакомый (см. раздел Установка Windows в режиме UEFI). Если и у Legacy ничего не вышло, мы снова сталкиваемся с

Теперь, когда принципы загрузки Windows в обоих режимах бегло рассмотрены, переходим к прямому сравнению.

Производительность

Legacy BIOS управляется исключительно постоянным запоминающим устройством ПЗУ (Read Only Memory), прошитым в чип CMOS и являющимся неизменяемой частью ПО связки BIOS-CMOS. Добавляете или меняете какие-то составляющие на компьютере? В некоторых случаях компьютер просто не запустится из-за возникающей несовместимости ПО BIOS и обновлённого компонента. Таким образом, появляется необходимость в перепрошивке чипа CMOS (и далеко не только после замены такого важнейшего компонента, как процессор, например). Это, впрочем, уже “языковая” проблема Legacy-варианта (см. ниже). Кроме того, разницу между UEFI и Legace нужно рассматривать именно в части разницы между двумя типами таблиц: MBR и GPT.

Программное обеспечение UEFI частично решило эту проблему за счёт внедрения в процесс загрузки драйверов, которые теперь отвечают за корректность запуска ОС вместо ROM. Кроме этого, у драйверов нет того, чем всегда “страдала” BIOS – ограничение памяти. Этим отчасти также решается гораздо более расширенная совместимость с “железом” компьютера. Но дальше – лучше: раз это драйверы, значит и пишутся они уникально (а именно “универсальность” BIOS иногда играет плохую шутку с пользователями). В конце концов такие драйверы легко записываются и устанавливаются с обычного диска/флешки, как и привычные драйвера для остальных устройств. Что в итоге? В режиме Legacy прошитое в BIOS ПО “рулит” загрузкой в пределах установленных (а может быть очень-очень давно) норм. В итоге загрузка системы идёт так, как нужно BIOS. У UEFI же процесс загрузки более адаптирован к конкретной сборке и системе: CMOS прислушивается к особенностям ОС, шансов на загрузку системы и стабильность в работе гораздо больше.

Скорость загрузки

Несмотря на кажущуюся сложность в режиме загрузки драйверов в UEFI по сравнению со строгой программой BIOS, загрузка из UEFI на современных процессорах происходит гораздо быстрее. При этом на чипсетах старого образца с меньшими показателями по скорости и объёмам кэша преимущества UEFI не были бы заметны. Но об этом уже не узнает никто: напомню, технология получила широкое распространение с десяток лет назад, и на старых платах поддержки UEFI не существует.

С против Ассемблера

Здесь всё немного сложнее именно для конечного пользователя, но в конце концов опять же всё упирается в преимущество UEFI. Этот пункт вбирает в итоге оба предыдущих. Написанная на языке С, EFI подразумевает дружелюбность и адаптивность не только для автора ПО производителя “железа”. Не в пример иногда разрастающихся строк кода Ассемблера для Legacy. Legacy-тип программ (т.е. унаследованный тип ПО) всегда был ограничен тем, что обновление программы невозможно без обновления оборудования.

Что будет носителем файлов установки?

Для начала определитесь с носителем, с которого вы будете Windows устанавливать. Склонять в какую-либо сторону вас не стану, у всех вариантов есть плюсы и минусы. Я лично для себя навсегда уяснил, что:

• оптический диск в дисководе – всегда надёжно (если должным образом хранить: не оставлять на солнце, не мыть растворителем и не царапать); однако приводы не всегда и у всех работают
• флешка компактна и мобильна; но надёжность носителя ставится под сомнение: чуток не так “потянул” из разъёма или вставил в порт криво – и перед вами файловая система RAW с нечитаемыми файлами, которые теперь тоже нужно восстанавливать. Но, учитывая общедоступность и всё большую применимость флешек как универсальных устройств, в качестве носителя у меня будет именно она.

Развивать эту тему подробнее смысла не вижу, а потому приступаем к установке. Однако перед процессом вам может пригодиться информация о том, как узнать в каком виде существующий носитель к установке подготовлен. То есть, если флешка уже на руках, Legacy она или UEFI? Вариантов для этого несколько, самый быстрый – из PowerShell:

Смотрим на вывод терминала PS в части Parttition Style. GPT – это UEFI-загрузка, MBR – Legacy.

А моя материнская плата поддерживает UEFI?

Последние версии материнских плат так и делают (до 2012 г. UEFI не существовало). Однако формулировка “последние версии”, согласитесь, расплывчата. Точно вам скажет сама BIOS/UEFI при запуске компьютера и нажатию на клавишу Delete (или в зоне F-клавиш). Однако об этом можно узнать прямо из установленной на диске Windows. Лучший способ это обнаружить – воспользоваться программой-бенчмарком (типа HWiNFO соответствующей версии Windows) и проверить поддержку UEFI в части Motherboard слева:

поддержка UEFI есть

поддержки UEFI нет

И пусть вас не сбивает с толку одно только присутствие папки EFI по адресу:

C:\Windows\Boot

Она есть у всех последних версий Windows. Так что проясните вопрос сразу, чтобы при попытке установить Windows в режиме UEFI вас не встретило обескураживающее (см. абзац с установкой Windows в режиме UEFI):

Подробнее о способах выявления поддержки режимов загрузки Windows в статьях:

Поддерживает ли плата режим UEFI?

Как установить Windows в режиме UEFI?

Установить Windows любом из указанных режимов на момент написания может даже ребёнок, сам процесс упрощён донельзя. Нам понадобятся лишь:

• образ необходимой версии Windows, скачанный по инструкциям статьи Загрузочная флешка с Windows. Я при этом использовал собственноручно созданный образ Windows 7 с набором дополнительных обновлений;
• флешка объёмом побольше (8 Гб ; рекомендуется от 16 до 32 Гб)
• программа Rufus .

Далее. Перед тем, как приступить к подготовке указанным способом, убедитесь, что версия материнской платы вообще поддерживает режим UEFI. Если всё в порядке, и выбранном варианте вы уверены, продолжаем. Для дальнейшей работы закрываем фоновые программы и готовим флешку для принятия файлов установки с образа. Это может сделать сама утилита Rufus. Так что…

• Запускаем Rufus и выставляем настройки по фото. Важные пункты я обвёл красным:

• Соглашаемся с предупреждениями и приступаем, щёлкнув по кнопке Старт .

• Ждём окончания установки Windows на флешку. Скорость установки определяется возможностями компьютера и типом USB порта и параметрами самой флешки. После окончания можно протестировать работоспособность загрузочного устройства на виртуальной машине или “наживую”.

Для самой установки Windows необходимо либо выставить загрузку с флешки в BIOS либо после включения компьютера/ноутбука “поймать” меню выбора загрузочного устройства (Boot Pop Up Menu). Последнее на разных материнских платах появляется по-разному:

• Phoenix BIOS – F5
• AMI BIOS – F7
• American Megatrends – F8

Также встречаются клавиши Tab, реже – другие в зоне клавиш F (у каждого производителя может быть своя, у Lenovo , к примеру, F12). Далее просто следуем советам менеджера по установке системы. Кто теряется, обратитесь к разделу Установка операционных систем.

Минусы варианта

Даже созданный волне официальным способом носитель вероятно наткнётся на застывший экран с надписью

Starting Windows

Впрочем, некоторые из манипуляций в BIOS помогут исправить ситуацию с установкой Windows с созданной нами флешки в режиме UEFI. Так, идеальным вариантом был бы тот, что включает обоюдную поддержку (UEFI и Legacy):

Как установить Windows в режиме Legacy?

Условия создания флешки те же, что и в предыдущем варианте. Только теперь окно Rufus до записи на флешку в части некоторых настроек выглядит так:

Более подробное (хотя процесс прост) описание – в содержании статьи Загрузочная флешка с Windows от Rufus. Там, на примере немного устаревшей версии утилиты всё расставлено по полочкам. Процесс выбора готовой уже флешки при установке Windows на компьютер также схож с аналогичным из предыдущего абзаца:

• выбор флешки в качестве загрузочного устройства из BIOS или Boot Pop Up Menu
• выбор/создание/разбиение диска по необходимости
• установка системы и драйверов к устройствам

Проблемы с подготовкой носителя

Редко подстерегают, но всё же стоит проверить некоторые из параметров:

• неважно какой из программ по записи вы пользуетесь – она должна отформатировать том в формат FAT32
• USB 2.0 – минимальное требование к интерфейсам связки носитель-порт.