UEFI: Nový a lepší BIOS

Konec starého BIOS je na dosah. Jeho nástupce jménem UEFI váš počítač zrychlí, bude bezpečnější a šikovnější. Vysvětlíme vám proč.
THOMAS LITTSCHWAGER

Typické "namodralé" a dost matoucí menu klasického systému BIOS (Basic Input/Output System) najdete snad na každém počítači, a to už nějakých třicet let. Jeho hlavní funkcí je rozpoznat hardware a poskytnout potřebné rozhraní pro snadné zavádění operačního systému Windows nebo třeba Linux. BIOS byl ale vyvinut na začátku osmdesátých let a od té doby zůstal až do současnosti prakticky nezměněn.
Už od roku 2000 pracuje Intel na novém firmwarovém rozhraní EFI (Extensible Firmware Interface). Od roku 2005 pak tzv. Unified EFI Forum, jehož členy jsou společnosti jako Intel, AMD, Apple, Dell nebo Microsoft, pracuje na specifikaci UEFI (Unified EFI). Ačkoliv již v současné verzi nabízí UEFI mnohem rychlejší, stabilnější, snadněji použitelné a bezpečné rozhraní, jen těžko jste doposud mohli narazit na systémy, které jsou na něm založené. To by se ale mělo rychle změnit. Ukážeme vám, jak počítač funguje se starým BIOS a jak bude startovat v budoucnu.

Rychlejší: UEFI integruje

Jak postupuje proces bootování s BIOS, to může sledovat každý, kdo zapne svůj počítač. Dříve než se u klasického PC s BIOS objeví obrazovka Windows, spustí se tzv. POST test (Power-On Self-Test) – začne se testovat procesor a následně se spustí série dalších testů, které zjišťují, zda hardware (základní deska) funguje správně. BIOS pracuje na abstraktní úrovni, takže operační systém nemá přímou odpovědnost za jednotlivé základní části počítače. Správné ovladače pro připojený hardware se poprvé nahrají až společně s operačním systémem. Poté si BIOS kontroluje prvních 512 bajtů každého připojeného disku. Zde mají totiž počítače založené na BIOS umístěn tzv. MBR (Master Boot Record) – hlavní spouštěcí záznam se zaváděčem operačního systému. Pokud tam MBR je, spustí se postupně operační systém.
BIOS osobních počítačů má dva základní nedostatky: za prvé je založen na 16bitovém assembleru, a nemůže tedy plně využít moderní, 64bitový hardware, za druhé neexistuje jednotná specifikace, takže každý výrobce si vše "upeče" podle sebe.
                                                                          "Do roku 2015 bude více než 90 % IA systémů bootovat s UEFI." 
                                                                                                                                         Vincent Zimmer, hlavní inženýr Intelu
Těchto chyb se samozřejmě účastníci fóra UEFI chtěli vyvarovat, a tak byl každý proces od počátku přesně definován. Přesně a pěkně byl tedy skupinou Platform Initialization (PI) popsán i proces bootování UEFI a jeho jednotlivé fáze: ihned po zapnutí počítače začne probíhat inicializace Pre-EFI Initialization (PEI), aktivuje se procesor, paměť a čipová sada. Poté začne čas pro změnu v DXE (Driver Execution Environment). V tomto bodě se také inicializuje i zbytek hardwaru počítače – a to i paralelně, což je výhodnější. Už během tohoto procesu se projeví první hlavní výhoda – rychlost. UEFI v sobě může integrovat různé ovladače, které se nemusí znovu načítat během bootovaní. A protože tyto ovladače jsou nezávislé na operačním systému, výrobce pouze potřebuje naprogramovat různé varianty. Díky těmto ovladačům tak má startující počítač už v této rané fázi spuštění přístup například k síťové kartě, takže jsou k dispozici funkce, jako je bootování po síti nebo dálková správa. Grafická karta je díky ovladači schopna zobrazit mnohem přívětivější grafické uživatelské rozhraní.
UEFI však dosáhne největší úspory času tím, že ne na všech dostupných jednotkách hledá zaváděč, neboť disk, ze kterého se bude bootovat, je nastaven v UEFI během instalace operačního systému. Bootování se tedy pak spustí rovnou z tohoto disku – bez zbytečně časově náročného vyhledávání MBR.
Rychlejší start operačního systému přitom není jedinou výhodou UEFI. Na samostatné EFI oddíly na pevném disku může být uloženo mnoho aplikací. Se startem operačního systému se tedy mohou spustit diagnostické nástroje, antivirové programy nebo software pro správu systému.

Velikost: 3TB disk potřebuje UEFI

Kvůli zpožděnému nástupu UEFI se výrobci nového hardwaru museli doposud vyrovnávat s existencí BIOS a vymýšlet různé rozšíření a další berličky. Díky nástupu 3TB (3 000GB) disků (například Seagate Barracuda XT nebo WD Caviar) by se mohl nástup UEFI urychlit. PC BIOS může přistupovat k disku s MBR (Master Boot Record), kde je zaváděč operačního systému a tabulka rozdělení disku s maximálně 232 sektory po 512 bajtech. Maximální kapacita disku tak může být jen něco přes 2 TB. Seagate kvůli tomu používá větší sektory, aby byly 3TB disky dostupné alespoň z prostředí Windows – nicméně BIOS z nich neumožňuje nabootovat. UEFI používá jiný systém: pracuje s tabulkou nazvanou GUID Partition Table (GPT) a s adresami dlouhými 64bitů a zvládne až 264 sektorů – adresovat tak může až 9 zettabajtů (1 zettabajt je 1 miliarda TB). GPT partition podporuje systém Windows od verze Vista. Bootování však funguje jen na jedné z mála základních desek s UEFI na trhu – na desce Intel DQ57TM a 64bitovým systémem Vista SP1. Nicméně už v tomto roce by mělo být intelovských desek s UEFI k dispozici mnohem více a další výrobci budou následovat.
AUTOR@CHIP.CZ


Rozdíly při bootování s BIOS a s UEFI
Starý BIOS i jeho nástupce UEFI slouží jako rozhraní mezi komponentami na základní desce a operačním systémem. V zájmu urychlení startu počítače přináší UEFI některé zajímavé funkce – zatím se ale bohužel příliš nepoužívá.
Start - inicializace BIOS
BIOS zkoumá a posuzuje všechny komponenty, jako například procesor, paměti a grafickou kartu.
Pokračuje tím, že kontroluje všechny zapojené mechaniky, zda z nich může bootovat.
Start Windows
Windows nahrají ovladače zařízení.
Start - Inicializace UEFI
UEFI inicializuje hardware – procesor a paměť. Ostatní komponenty se pak mohou aktivovat paralelně.
UEFI Shell může spustit software.
UEFI rovnou ví, z kterého disku má bootovat.
Start Windows
Windows mohou použít ovladače UEFI.


Foto: Nový čip Stejně jako BIOS je i rozhraní UEFI uloženo v malém čipu (flash paměti).
Foto: Síť Počítače s UEFI se mohou připojit k síti ještě dříve, než se zavede operační systém.
Foto: Grafické rozhraní Modré nepřehledné menu systému BIOS je minulostí – UEFI nabízí hezčí prostředí.
Foto: Připraven na 3 TB Pouze s UEFI můžete bez omezení využít pevné disky s kapacitou větší než 2 TB.