BIOS (аббревиатура от Basic Input / Output System), которая традиционно выполняет инициализацию оборудования во время процесса загрузки, существует с 70-х годов, и время ее замены пришло много лет назад.

Сегодня де-факто преемником BIOS является Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), который устраняет несколько технических недостатков и, как правило, обеспечивает поддержку устаревших сервисов BIOS. Но вопреки распространенному мнению, UEFI - не единственная доступная замена BIOS. Также есть coreboot, проект программного обеспечения с открытым исходным кодом, целью которого является замена BIOS облегченной прошивкой, которая делает только минимум для загрузки и запуска современной 32-битной или 64-битной операционной системы.

В этой статье мы объясняем причины, по которым BIOS устарел, и сравниваем загрузку ядра с UEFI, чтобы увидеть, как появились эти две замены BIOS, чего они хотят достичь и каковы их преимущества и недостатки.

Конец BIOS

Компьютеры значительно эволюционировали с тех пор, как Гэри Килдалл, американский ученый-компьютерщик и предприниматель в области микрокомпьютеров, изобрел термин BIOS. В настоящее время принято загружаться не только с жестких дисков и оптических носителей, но также с USB-накопителей и удаленных сетевых устройств. Также распространена загрузка с жестких дисков размером более 2.2 ТБ, что является жестким пределом, установленным основной загрузочной записью (MBR), стандартным типом загрузочного сектора для IBM PC-совместимых систем с BIOS.

Помимо очень ограниченной поддержки оборудования, BIOS также не отвечает текущим требованиям безопасности производителей компьютеров, которым нужен способ гарантировать, что пользователь всегда загружается в операционную систему, которая не подвергалась подделке между загрузками.

Наконец, BIOS также устарел с точки зрения удобства использования. Его текстовый пользовательский интерфейс неуклюж, и в нем часто трудно ориентироваться. Многие реализации BIOS регистрируют ввод только тогда, когда он поступает с клавиатуры PS / 2, а ввод мыши практически не слышен.

Преемники BIOS

В настоящее время существует три основных преемника BIOS: coreboot, libreboot и UEFI. Из них libreboot - самый молодой, и на самом деле это дистрибутив coreboot без проприетарного двоичного кода. Он был запущен в 2013 году Лией Роу и в настоящее время работает с любым дистрибутивом Linux, который использует настройку режима ядра (KMS) для графики. Из-за тесной связи libreboot с coreboot и его ограниченной поддержки мы не будем обсуждать его далее в этой статье.

coreboot

На своем официальном веб-сайте coreboot описывается как «расширенная платформа микропрограмм, которая обеспечивает молниеносную и безопасную загрузку на современных компьютерах и встроенных системах.”Coreboot был первоначально выпущен в 1999 году с целью создания альтернативы BIOS, которая бы быстро запускалась и разумно обрабатывала ошибки.

Некоторые из основных участников проекта включают AMD, MSI, Gigabyte, Coresystems, а также Google, который частично спонсирует проект coreboot и принимал его семь лет подряд для Google Summer of Code.

В 2009 году основатель coreboot Рон Миннич сказал: «В наши дни более 10 миллионов компьютеров используют coreboot. Многие из них - бытовая техника и приставки. Вещи, которые должны быть мгновенно добавлены. Но некоторые компании теперь также продают серверы с базовой загрузкой. Варианты использования очень распространены. Некоторые машины coreboot охотились на шахтах в Афганистане, другие проверяли целостность данных и производительность в крупных больницах. Coreboot использовался при тестировании систем и повышении безопасности автомобилей и, конечно же, во многих кластерах суперкомпьютеров с тысячами и тысячами узлов.”

Среди наиболее доступных устройств, поддерживающих загрузку ядра, можно выделить Chromebook на базе x86, OLPC XO, а также Libreboot X200 и T400.

По сравнению с BIOS, coreboot выполняет только аппаратную инициализацию, тогда как традиционный BIOS также запускает операционную систему. После инициализации оборудования coreboot запускает отдельную программу под названием payload. Полезной нагрузкой может быть любая программа. Помимо стандартных загрузчиков, которые могут запускать операционную систему, на самом деле это может быть само ядро ​​операционной системы, что означает, что можно поместить coreboot и ядро ​​Linux в загрузочную флеш-память, чтобы иметь всегда доступную систему Linux.

UEFI

UEFI основан на оригинальной спецификации Extensible Firmware Interface (EFI), разработанной Intel в 2005 году после создания The Unified EFI Forum.

«Спецификация Unified EFI (UEFI) (ранее известная как спецификация EFI) определяет интерфейс между операционной системой и прошивкой платформы», - описывает спецификацию Intel. «Интерфейс состоит из таблиц данных, которые содержат информацию, относящуюся к платформе, вызовы служб загрузки и вызовы служб времени выполнения, которые доступны операционной системе и ее загрузчику. Они обеспечивают стандартную среду для загрузки операционной системы и запуска предзагрузочных приложений.”

В большинстве новых машин UEFI заменил BIOS в качестве более сложной альтернативы, при этом каждый производитель компьютеров реализует стандарт особым образом, чтобы создать интерфейс, соответствующий потребностям производителя.

UEFI предоставляет предзагрузочную среду со своей собственной оболочкой, драйверами, приложениями, возможностью просматривать Интернет, создавать резервные копии системы и выполнять удаленную диагностику без операционной системы, среди прочего. UEFI поддерживает загрузку с жестких дисков размером до 9.4 ЗБ (1 ЗБ = 1 триллион гигабайт), чего должно хватить на некоторое время, учитывая, что весь Интернет, как ожидается, будет около 8 ЗБ.

Но, несмотря на все преимущества UEFI перед BIOS, многие активисты цифровых прав критикуют его, утверждая, что UEFI лишает пользователя возможности по-настоящему управлять компьютером из-за функции под названием Secure Boot, которая гарантирует, что устройство загружается с использованием только программного обеспечения. которому доверяет производитель оригинального оборудования (OEM).

Некоторые машины с функцией безопасной загрузки делают невозможным ее выключение, поэтому любой, кто владеет такой машиной, застревает на той операционной системе, которая поставляется с машиной. Учитывая, как мало ноутбуков поставляется с предустановленной Linux, все пользователи Linux, которые приобретают ноутбук или настольный компьютер, который специально не рекламируется как совместимый с Linux, должны убедиться, что машина позволяет отключить безопасную загрузку.

Заключение

Несмотря на то, что coreboot намного старше UEFI, большинство пользователей компьютеров почти не знают о его существовании, потому что его можно найти в основном на узкоспециализированных устройствах, а не на ноутбуках и настольных компьютерах. Тем не менее, машины с базовой загрузкой действительно существуют; их намного труднее найти.