UEFI引导有啥优势:计算机从BIOS到UEFI的重大发展下载

随着计算机技术的发展,越来越明显的是,在 1980 年代 MS-DOS 操作系统时代引入的使用 BIOS 和主引导记录启动系统的传统方式已不再能够 以满足现代要求。因此,知识兔包括微软和英特尔在内的几家公司开始开发现代的继任者。大约在 2000 年,第一个可扩展固件接口 (EFI) 规范被开发出来。在随后的几年中(在 2005 年统一 EFI 论坛成立之后)当前的 UEFI 标准逐渐出现。

什么是 UEFI

什么是 UEFI

什么是 UEFI?

UEFI 代表统一可扩展固件接口。这个特殊的接口是一种微型操作系统,在启动计算机的主板(也称为主板)及其相应的硬件组件后立即启动。它确保可以在内存中加载特殊的启动程序(称为引导加载程序),然后知识兔执行其他操作例程。通常,此过程以登录屏幕结束。然后知识兔用户输入所需的信息(用户名和密码),此时计算机可以用于特定任务(例如文字处理等)。

为了能够使用 UEFI 接口,计算机需要在主板上安装特殊固件。启动计算机后,程序会生成 UEFI 接口,作为在固件和操作系统之间进行通信的特殊操作层。为了在操作系统启动之前初始化UEFI模式,它永久驻留在主板上的内存芯片上。UEFI 程序作为主板固件的永久组成部分,即使知识兔没电也能保留。

如今,NVRAM(非易失性随机存取存储器)用于特定的启动相关设置(例如配置数据、BIOS 参数,如启动顺序),这些设置在计算机关闭后存储。它使用的电量非常少,由自主主板电池(纽扣电池)分享。如果知识兔电池没电了,可能是由于电脑有一段时间没有使用,这可能会导致启动问题。

UEFI 通常被称为 BIOS 的直接继承者。但是,UEFI 规范并未定义应如何对固件进行整体编程。它只描述了固件和操作系统之间的接口应该是什么样子。UEFI 规范并没有废除传统的基本输入/输出系统 (BIOS) 作为计算机的基本启动固件。它更像是一种扩展或现代化的修改,知识兔可以通过操作界面启动当前的计算机,并使用新的机制和功能。今天为了能够区分这两种类型,知识兔通常指的是 legacy BIOS(即传统 BIOS)和 UEFI BIOS 或 UEFI 固件。

UEFI 的优点

在 Windows 生态系统中,UEFI 模式从 Windows 8 开始就是标准的启动方式。从这个版本开始,Windows 定义了 GUID Partition Table 作为硬盘分区的标准。与主引导记录相关联的传统 BIOS 系统引导技术不再适用于这种分区技术。由统一可扩展固件接口和 GPT 分区组成的操作单元为新功能和选项铺平了道路,同时消除了传统引导过程的一些限制。

以下是 UEFI 技术的一些最重要的优点和功能:

  • 设计为工业标准
  • 易于编程(使用编程语言 C)
  • 它的模块化结构使其非常灵活,并允许它适应特殊的硬件环境和要求配置文件(例如,旧操作系统的支持模块可以与 UEFI 固件集成)
  • UEFI 可以扩展特殊功能和程序(例如数字版权管理、游戏、网络浏览器、硬件监控、风扇控制)
  • 通过使用计算机鼠标和图形用户界面提高可用性(传统 BIOS 也有一些尝试)
  • 集成引导管理器,管理不同操作系统的各种引导加载程序
  • 驱动程序的早期集成是可能的(然后知识兔不再需要由操作系统加载)
  • 专用命令行工具可用于执行诊断和故障排除 (UEFI Shell)
  • 网络功能,即使知识兔没有活动的操作系统
  • 网络连接可实现远程维护(固件组件或整个固件的远程升级)和通过网络启动
  • 通过安全启动功能提高安全性

引入安全启动以提高安全性。每个软件组件(例如部分 UEFI 固件、引导加载程序、操作系统内核等)在启动前都经过验证。UEFI 固件的签名数据库中存储的加密数字签名用于验证。如果知识兔某物已被病毒破坏,没有签名或具有无效密钥,则将无法通过此安全检查,系统将取消系统引导。

在专业环境中,Secure Boot 通常与特殊的硬件组件结合使用。可信平台模块 (TPM) 是一种专用芯片,可为计算机和其他设备分享广泛的安全功能。安全启动和 TPM 芯片的结合很有可能在不久的将来成为确保所有计算机安全的标准。

直接对比传统的 legacy BIOS 系统启动方式,由 UEFI 和 GPT 分区组成的运行单元尤其具有以下优势:

  • 支持多重引导系统。这意味着可以同时安装多个具有自己的引导管理器的操作系统。在引导过程中,您可以根据需要选择替代操作系统,例如选择启动 Linux 而不是 Windows。
  • GPT 分区在 Windows 中最多允许 128 个主 GPT 分区(以前只支持四个主分区)
  • 引导设备首次可以超过 2.2 TB 硬盘驱动器容量(以前具有主引导记录的旧版 BIOS 系统的限制)
  • 支持预启动应用程序(例如访问和使用诊断工具、备份解决方案)
  • 启动速度比传统 BIOS 系统快

UEFI 的缺点

UEFI 也有一些缺点。UEFI 的兼容性有限,因为它只支持 64 位系统。虽然这些越来越成为标准,但 32 位系统仍被广泛使用,尤其是在 Windows 生态系统中。这种有限的兼容性是由于引导技术与可引导系统卷(引导设备)的特定分区的紧密集成。这种 UEFI 和 GPT 分区的组合只兼容 64 位系统。使用传统 BIOS 的 32 位操作系统的旧计算机无法引导 GPT 分区的硬盘驱动器。

为了提高 UEFI 的兼容性,知识兔使用了兼容性支持模块 (CSM)。例如,此模块用于在现代 UEFI 硬件上运行 32 位版本的 Windows 7 或 8。CSM 还使得在一台计算机上混合使用多种操作系统成为可能。在多重启动系统中,除了兼容 UEFI 的操作系统外,还可以启动仅适用于传统遗留 BIOS 的旧操作系统。然而,32 位操作系统将不得不使用额外的引导设备,例如带有主引导记录的第二个硬盘驱动器。当计算机启动时,知识兔可以在启动管理器菜单中主动选择所需的系统。其他固件类型会自动处理此过程:首先,系统会寻找更现代的 EFI 引导加载程序。如果知识兔找不到,则在引导过程中直接使用 CSM 模块。

然而,这种与传统 BIOS 的兼容性只是一个临时解决方案。英特尔目前正在敦促计算机制造商停止实施 CSM。它需要逐步淘汰,知识兔以减少 UEFI BIOS 代码的大小并降低硬件测试的成本。此外,知识兔使用 CSM 模块以传统模式启动的计算机无法使用 UEFI 特定功能安全启动及其安全机制来防止病毒和未经授权的篡改。

UEFI 的另一个缺点是以下安全风险。由于启动阶段的直接连接,恶意软件可以在操作系统的安全机制有机会干预之前感染计算机。这绝不是理论上的威胁。2014 年,界面中的第一个安全漏洞被发现,到 2018 年,专家们已经在野外使用 LoJax(即纯实验室实验之外)识别出第一个 UEFI 病毒。

最后

UEFI 引导是一种新型的启动方式,它已经逐渐取代了传统的 BIO S引导,成为了现代计算机系统的标准。UEFI 引导为世界带来了许多改变,其中最重要的是它分享了更快、更安全、更可靠、更灵活的启动方式,为计算机技术的发展带来了新的机遇和挑战。

首先,UEFI 引导可以大大提高计算机系统的启动速度。相比传统的 BIOS 引导,UEFI 引导可以并行加载多个驱动程序,知识兔从而大大缩短了启动时间。这对于需要频繁启动和重启的计算机系统来说,知识兔可以提高工作效率,节省时间和成本。

其次,UEFI 引导分享了更好的安全性。UEFI 引导可以使用数字签名来验证启动程序的完整性,防止恶意软件的攻击。这对于需要保护重要数据和信息的计算机系统来说,知识兔可以提高安全性,减少数据泄露和损失。

此外,UEFI 引导还可以支持更大的硬盘容量和更多的硬件设备和驱动程序,知识兔从而提高了计算机系统的可扩展性和兼容性。这对于需要处理大量数据和复杂任务的计算机系统来说,知识兔可以提高工作效率,提高系统的稳定性和可靠性。

总之,UEFI 引导已经成为了现代计算机系统的标准,它为计算机技术的发展带来了新的机遇和挑战。知识兔相信,在未来的发展中,UEFI 引导将继续发挥重要作用,为计算机系统的性能和安全性分享更好的保障。

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