UEFI（统一可扩展固件接口）以及它与BIOS的不同之处

统一可扩展固件接口（UEFI）与BIOS（基本输入输出系统）一样，是在PC启动时运行的一种固件。它初始化硬件并将运行设备加载到内存中。然而，作为更现代的解决方案，UEFI克服了BIOS的多种障碍，准备取代前者。

UEFI是什么？

UEFI代表统一可扩展固件接口。它是传统BIOS（基本输入/输出系统）固件接口的现代替代品，存在于现代计算机中。UEFI作为自动化软件，首先启动计算机，提供安装操作系统和硬件组件所需的功能。最新的固件接口被称为统一可扩展固件接口（UEFI），除了老旧的BIOS计算机外，它通过弥合计算机操作系统和硬件之间的差距，提高了性能、安全性和兼容性。

BIOS是什么？

它代表基本输入输出系统。它是一种固件接口，充当硬件组件和PC设备的运行机器之间的第一层软件。BIOS负责在启动过程中执行重要任务，并为操作系统和安装的软件程序提供简单的输入/输出服务。

什么使BIOS过时？

BIOS存在于所有与IBM PC兼容的个人计算机中，自20世纪70年代末以来一直存在。从那时起，它引入了一些重大改进，包括个人界面的添加和更高级的电源管理功能，这些功能使BIOS能够轻松配置PC并制定更好的电源控制计划。然而，自70年代以来，它并没有像计算机硬件和软件那样发展。

UEFI的特性

• 支持现代硬件： UEFI支持新的硬件技术和特性，例如更大的硬盘、更快的启动时间以及改进的安全措施。
• 图形用户界面（GUI）： 与BIOS基于文本的界面不同，UEFI通常包括一个图形界面，使访问和编辑系统设置更加容易。
• 安全启动： UEFI包括安全启动功能，通过检查引导加载程序和操作系统组件的数字签名，有助于防止在启动期间安装恶意软件。
• 兼容磁盘大小： UEFI支持GUID分区表（GPT）磁盘，允许更大的分区和更多的分区，与旧的主引导记录（MBR）分区方案相比。
• 网络功能： UEFI固件可以具备网络功能，允许它通过网络像其他固件一样运行。

UEFI相对于BIOS的优势

• 突破尺寸限制： UEFI固件可以从2.2TB或更大的驱动器启动，理论上的上限是9.4泽字节，这大致是互联网上总信息量的3倍。这是因为GPT在其表中使用64位条目，从而大幅扩展了可能的启动设备大小。
• 速度和性能： UEFI可以以32位或64位模式运行，比BIOS具有更多的可寻址空间，这意味着您的启动过程更快。
• 更用户友好的界面模式： 由于UEFI可以以32位和64位模式运行，它提供了更好的UI配置，具有更好的图形并且支持鼠标光标。
• 安全性： UEFI还提供安全启动功能。它只允许在启动时加载经过验证的驱动程序和服务，以确保没有恶意软件在计算机启动时被加载。它还要求驱动程序和内核具有数字签名，这使其成为对抗盗版和启动扇区恶意软件的有效工具。
• 使用GPT而不是MBR： 如前所述，UEFI固件扫描系统上连接的所有可启动存储设备，寻找有效的GUID分区表（GPT），这是对BIOS使用的主引导记录（MBR）的改进。GPT更先进，可以支持更大的驱动器和分区，以及每个驱动器上更多的分区。
• 处理多个运行系统： 使用UEFI，可以在单个硬盘或SSD上连接多个操作系统，固件可以管理它们。这是因为UEFI维护了一个启动管理器，可以选择在启动时加载哪个操作系统。
• 更详细的机器统计信息： UEFI可以提供关于系统硬件和固件配置的更精确信息，包括关于CPU、内存、存储设备和固件设置的信息。这一事实对于故障排除和诊断非常有用。
• 支持网络启动： UEFI固件可以引导网络启动，这意味着操作系统可以从网络上的服务器加载，而不是从本地存储加载。这对于远程控制和部署操作系统非常有用。
• 支持更多现代技术： UEFI支持更多现代技术，包括USB 3.0、NVMe和PCIe，这可以提高整体性能和功能，与BIOS相比。

BIOS的限制

• BIOS可以从小于2TB的驱动器启动。3TB驱动器很受欢迎，而带有BIOS的设备无法从它们启动。
• BIOS在16位处理器模式下运行，并且只有1MB的空间来执行。
• 它无法同时初始化多个硬件设备，因此导致启动过程缓慢。
• BIOS在配置选项上受到限制，可能对高级用户来说难以使用。
• BIOS容易受到恶意软件攻击，如利用固件漏洞的rootkits。

UEFI，或统一可扩展固件接口，是一种在现代计算机系统中使用的固件接口，用来替代传统的BIOS（基本输入/输出系统）。UEFI比BIOS提供了更高级和灵活的接口，允许更先进的启动时间、更有效的电源控制以及支持大硬盘和分区。

UEFI和BIOS之间的主要区别之一是它们处理机器初始化的方式。对于BIOS，固件保存在主板上的只读存储器（ROM）芯片中，固件负责从硬盘加载操作系统。相比之下，UEFI保存在主板的非易失性内存中，并且可以直接从硬盘加载操作系统。

UEFI还为BIOS提供了更高级的功能，包括阻止恶意软件在启动过程中加载的稳定启动。UEFI还支持图形界面，并提供比BIOS更多的独特设备信息和配置选项。

UEFI和BIOS启动过程的区别

• BIOS启动过程： 当BIOS开始执行时，它首先进行加电自检测试（POST），确保硬件设备正常工作。之后，它检查选定启动设备的第一个扇区中的主引导记录。从MBR中检索到引导加载程序的位置，BIOS将引导加载程序加载到计算机的RAM中，然后加载操作系统到主内存。
• UEFI启动过程：与BIOS不同，UEFI不寻找启动设备第一个扇区中的MBR。它维护了一个有效启动卷的列表，称为EFI系统分区。在POST过程中，UEFI固件扫描系统上连接的所有可启动存储设备，寻找有效的GUID分区表（GPT），这是对MBR的改进。与MBR不同，GPT不包含引导加载程序。固件本身扫描GPT以找到要从中启动的EFI系统分区，并直接从正确的分区加载操作系统。如果找不到，它将返回到称为“传统启动”的BIOS型启动过程。

UEFI不需要引导加载程序，并且可以与BIOS一起运行，支持传统启动，这反过来使其与旧版操作系统兼容。英特尔计划到2020年完全用UEFI取代所有芯片组中的BIOS。

UEFI还是BIOS更好？

• 硬件支持： UEFI有助于现代硬件技术，包括更大的磁盘尺寸、更快的启动时间和高级安全功能，如安全启动。这使其更适合最新的硬件组件。
• 安全性： UEFI包括诸如安全启动之类的功能，有助于在启动过程中防止未经授权或恶意的引导加载程序和操作系统组件的加载。这补充了机器安全性并有助于防御恶意软件攻击。
• 图形用户界面（GUI）： 与BIOS基于文本的界面不同，UEFI通常包括一个图形用户界面，使其更易于导航和配置设备设置。这可以提高用户体验和可访问性，特别是对于经验较少的用户。
• 效率： 与BIOS相比，UEFI通常提供了更绿色的启动过程，可以通过并行初始化硬件组件和简化引导加载程序执行等优化来实现。这可以带来更快的启动时间和改进的整体设备性能。
• 兼容性： 虽然UEFI旨在与旧版操作系统和软件向后兼容，但它还支持更新的技术和标准，包括GUID分区表（GPT）分区方案。这提供了更大的灵活性和与广泛的硬件和软件环境的兼容性。

UEFI和BIOS的区别

UEFI	BIOS
UEFI在计算机启动时作为第一个运行的软件，提供初始化操作系统和硬件组件所需的功能	BIOS代表基本输入/输出系统。它是硬件组件和计算机系统操作系统之间的第一层固件接口
它提供了统一的驱动程序模型，允许驱动程序同时用于固件和操作系统	驱动程序特定于BIOS固件，可能与操作系统不兼容
并行启动硬件，加快启动时间	缓慢启动硬件，可能导致启动时间缓慢
通常包括图形用户界面（GUI），便于导航和配置	通常是文本基础的，对用户来说可能非常困难
支持GUID分区表（GPT）磁盘，允许创建更大的分区和更多的分区	通常限于主引导记录（MBR）分区设置，对分区大小和数量有限制
可以进行网络通信，以在网络上执行固件更新和其他任务	通常缺乏网络功能，需要手动更新固件

结论

总之，UEFI（统一可扩展固件接口）和 BIOS（基本输入/输出系统）都是固件接口，通过计算机中的 BIOS 共享充当硬件组件和计算机系统操作系统之间的第一软件层，而 UEFI 代表了现代和许多选择。

与 BIOS 相比，UEFI 具有许多优势，例如支持现代硬件技术、增强的安全功能（如安全启动）、用于简化系统配置的图形用户界面以及改进的启动性能，以及标准和其他技术，这些都具有良好的兼容性。