Что такое режим UEFI и чем он отличается от BIOS?

Информатек Диджитал » Ресурсы » Что такое режим UEFI и чем он отличается от BIOS?

Когда мы включаем компьютер, и всё запускается словно по волшебству, на самом деле в фоновом режиме работает очень низкоуровневая программа. Этот начальный «мозг» может быть классическим BIOS или его современной заменой, UEFI . Оба часто неофициально называются BIOS, но это не одно и то же, и важно различать их, чтобы избежать неожиданностей при установке операционных систем или замене жестких дисков.

UEFI пришел на смену BIOS, который мы использовали с конца 70-х годов. Он выполняет ту же основную функцию — инициализацию оборудования и загрузку операционной системы, — но добавляет множество улучшений: графический интерфейс, улучшенную безопасность, поддержку очень больших дисков и более гибкое управление разделами . Однако способ загрузки вашего компьютера определяет, какие операционные системы вы можете установить и как следует разбить диск на разделы , поэтому стоит внимательно разобраться в этом.

Что такое прошивка, BIOS и UEFI?

Прежде чем перейти к сравнениям, полезно уточнить одно базовое понятие: и BIOS, и UEFI — это микропрограмма . То есть, программа, хранящаяся в специальной памяти на материнской плате, которая напрямую управляет электронными схемами компьютера до того, как управление перейдет к операционной системе.

Эта прошивка запускается сразу после нажатия кнопки питания. Она инициализирует и проверяет оперативную память, процессор, видеокарту, жесткие диски и основные периферийные устройства . После проверки исправности всех компонентов она определяет, какое устройство должно загрузиться (жесткий диск, USB, сеть и т. д.), и загружает операционную систему оттуда.

Что такое BIOS (базовая система ввода-вывода)?

Классический BIOS появился в 70-х и 80-х годах, и его аббревиатура расшифровывается как Basic Input/Output System (базовая система ввода-вывода) . На протяжении десятилетий он был стандартом загрузки практически для всех совместимых ПК . Код BIOS работает в 16-битном режиме и был разработан для очень ограниченного оборудования по сравнению с современными стандартами.

При включении компьютера с традиционным BIOS первым делом происходит POST (Power-On Self Test): BIOS выполняет ряд проверок оборудования, проверяя память, диски, процессор, вентиляторы, температуру и т. д. Если все в порядке, он проверяет таблицу разделов в формате MBR, определяет загрузочный сектор диска и запускает его для загрузки операционной системы.

Интерфейс конфигурации традиционного BIOS легко узнаваем: экран с синим или черным фоном, внешний вид, напоминающий MS-DOS, и навигация только с помощью клавиатуры . Из этого меню можно изменить порядок загрузки , включить или отключить устройства, настроить профили питания или изменить параметры процессора и памяти.

Долгие годы этого было более чем достаточно, но BIOS перестал справляться с задачами с появлением очень больших жестких дисков, расширенных 64-битных систем и новых требований к безопасности . Вот тут-то и приходит на помощь UEFI.

Что такое UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)?

UEFI — это прямое развитие BIOS, и его аббревиатура расшифровывается как Unified Extensible Firmware Interface (Унифицированный расширяемый интерфейс прошивки) . Он возник как стандарт, первоначально разработанный Intel и формализованный форумом UEFI в 2002 году , при участии таких компаний, как AMD, Apple, Dell, Lenovo и Microsoft, а также многих других.

Цель UEFI ясна: заменить BIOS, предоставив гораздо более гибкую и безопасную среду, способную работать с современным оборудованием . Прошивка UEFI написана на языке C, работает в 32- или 64-битном режиме и может размещаться в любой энергонезависимой памяти, а не только в типичном классическом CMOS-чипе.

На практике UEFI выполняет те же основные функции, что и BIOS : инициализирует оборудование, проверяет корректность работы, идентифицирует загрузочное устройство и запускает операционную систему. Разница заключается в добавлении уровня дополнительных сервисов: собственного менеджера загрузки, встроенной поддержки сети, возможности загрузки сторонних утилит, безопасной загрузки, поддержки дисков с разделами GPT и многого другого.

Визуально изменения очевидны. Интерфейсы UEFI обычно предлагают графические меню с иконками, поддержку мыши, многоязычность и даже анимацию и звук . Некоторые материнские платы даже позволяют просматривать информацию о температуре, напряжении и кривых работы вентиляторов в реальном времени или интегрируют небольшие диагностические инструменты.

Визуальные различия между BIOS и UEFI

Если вы заметили, что "вход в BIOS" осуществляется нажатием клавиши при загрузке, может показаться, что всё одинаково, но между классическим BIOS и прошивкой UEFI существуют довольно существенные различия , как в том, что вы видите, так и в том, что происходит внутри.

Наиболее очевидное различие — это внешний вид. Традиционный BIOS представляет собой минималистичную текстовую среду, управляемую исключительно с помощью клавиатуры . UEFI, с другой стороны, предлагает графический интерфейс, очень похожий на интерфейс облегченной операционной системы, с поддержкой мыши и, во многих случаях, с «базовыми» экранами для начинающих пользователей и «расширенными» экранами для тех, кто хочет более точного управления.

Еще одно ключевое отличие — это возможности подключения. UEFI может самостоятельно подключаться к интернету для обновления прошивки или доступа к сетевым службам, даже без загрузки операционной системы. Это открывает возможности для удаленного обслуживания компьютеров, на которых даже не загружаются Windows или Linux.

С точки зрения программного кода, BIOS ограничен 16 битами, в то время как UEFI работает непосредственно в 32 или 64 битах . Это позволяет ему обрабатывать больший объем памяти, больше устройств параллельно и ускорять загрузку, сокращая время от нажатия кнопки питания до появления рабочего стола.

Для конечного пользователя еще одним очень практичным изменением является то, что UEFI включает в себя собственный менеджер загрузки, способный обрабатывать несколько операционных систем и несколько загрузочных записей , не полагаясь на старую жесткую схему MBR. Это сочетается с использованием разделов GPT, которые мы подробно обсудим позже.

Основные преимущества режима UEFI по сравнению с BIOS.

Помимо эстетических преимуществ, UEFI предлагает ряд технических достоинств, объясняющих массовый переход производителей на него. На большинстве современных компьютеров, если есть выбор между UEFI и устаревшим BIOS, вы, безусловно, предпочтете использовать UEFI , за исключением особых случаев.

Одним из ключевых улучшений является уважение к времени пользователя: время загрузки, как правило, значительно сокращается . Благодаря современной архитектуре UEFI может инициализировать несколько устройств одновременно, поскольку работает в 32/64-битном режиме с большим доступным адресным пространством. Это особенно заметно в системах с большим количеством дисков или контроллеров.

Еще одно важное преимущество — поддержка хранилищ. UEFI безупречно работает с дисками, разделенными по протоколу GPT , позволяя использовать диски объемом более 2 ТБ и создавать до 128 основных разделов на одном диске без необходимости расширения разделов или каких-либо других обходных путей.

В области безопасности UEFI представляет хорошо известную функцию Secure Boot . Эта функция криптографически проверяет код, выполняемый при запуске, и блокирует загрузку неподписанных или измененных систем, снижая риск появления буткитов и вредоносных программ, которые действуют до того, как операционная система успеет защититься.

Не следует забывать и о расширяемости. UEFI имеет модульную структуру и может быть расширен сторонними драйверами и приложениями : утилитами для разгона, диагностическими инструментами, небольшими медиаплеерами или встроенными сетевыми клиентами. Кроме того, благодаря возможности связывать драйверы непосредственно с микропрограммой, операционная система освобождается от необходимости загрузки определенных драйверов , что может упростить ее работу и повысить общую производительность.

Наконец, что касается обслуживания, UEFI поддерживает удаленное управление и сетевой доступ на многих профессиональных платформах, так что технический специалист может вмешаться в работу сервера или ПК, даже если операционная система неисправна или основной диск вышел из строя.

Общие ограничения и проблемы UEFI

Учитывая все вышесказанное, может показаться, что UEFI идеален, но ни одна система не является безупречной. UEFI также может доставлять проблемы , особенно если вы смешиваете режимы или работаете со старыми операционными системами.

Во-первых, UEFI в значительной степени ориентирован на 64-битные системы . Хотя существуют специальные реализации для 32-битных систем, на практике современные компьютеры часто испытывают проблемы или просто не могут загрузить старые 32-битные системы, особенно если диск отформатирован в GPT и включена функция Secure Boot.

С точки зрения безопасности важно уточнить один момент: хотя UEFI с функцией Secure Boot повышает уровень защиты, это не абсолютная гарантия . Существуют специфические угрозы для прошивки UEFI — например, некоторые устойчивые трояны , — которые устанавливаются на таком низком уровне, что сохраняются после форматирования, переустановки и даже замены жесткого диска, поскольку находятся непосредственно на материнской плате.

Ещё одна причина проблем возникает, когда параметры загрузки теряются или случайно изменяются . Простая перезагрузка UEFI (с помощью кнопки, перемычки или батарейки) может вернуть материнскую плату к заводским настройкам, изменив режим загрузки (UEFI/Legacy) и предотвратив запуск Windows, даже если данные остались нетронутыми.

Наконец, совместимость с очень старым оборудованием иногда требует включения режима совместимости (CSM) , что может конфликтовать с дисками GPT или современными системами, которые должны загружаться в чистом UEFI. Короче говоря, это дает больше возможностей, но также и больше переменных для управления.

Безопасная загрузка: что это такое и как она вписывается во все это.

Функция Secure Boot заслуживает отдельного раздела, поскольку она вызывает множество вопросов. Это не совсем функция Windows, а скорее компонент стандарта UEFI, который современные системы — Windows 8 и более поздние версии, а также многие новые дистрибутивы Linux — умеют использовать.

Принцип работы Secure Boot довольно прост: во время загрузки микропрограмма выполняет только тот код, который подписан и проверен с помощью доверенных криптографических ключей . Это включает в себя загрузчик операционной системы и, в некоторых случаях, дополнительные драйверы, которые загружаются до ОС.

Если система пытается загрузиться без подписи распознанным ключом, UEFI просто не предоставляет ей контроль . Это затрудняет злоумышленнику загрузку альтернативной операционной системы с USB-накопителя для чтения диска без разрешения, а также модификацию загрузчика вредоносным ПО для запуска до антивирусного программного обеспечения.

Этот механизм вызвал споры, когда впервые появился, поскольку первоначально исключал многие системы, отличные от Windows, и старые дистрибутивы Linux . Поэтому современные материнские платы часто включают режим совместимости со старыми системами (CSM/Legacy) и возможность отключения Secure Boot, что позволяет устанавливать системы, не предназначенные для UEFI.

В настоящее время большинство известных 64-битных дистрибутивов Linux уже поддерживают Secure Boot , поэтому они могут сосуществовать с Windows 10/11 в режиме UEFI без необходимости его отключения, если это позволяет конфигурация ключа прошивки.

Разделы MBR и GPT: почему они важны для BIOS и UEFI

Говоря о BIOS и UEFI, невозможно не упомянуть, как организована информация на диске. Таблица разделов определяет, как физический диск делится на доступные разделы , и здесь вступают в игру две ключевые схемы: MBR и GPT.

В классических ПК BIOS работает с дисками, использующими таблицу разделов MBR (Master Boot Record) . Этот формат появился в 80-х годах, когда разговоры о многотерабайтных дисках были научной фантастикой. MBR хранится в первых секторах диска и содержит, помимо прочего, загрузочный код и описания разделов.

MBR имеет ряд важных ограничений: он допускает не более 4 основных разделов (или 3 основных и один расширенный раздел с внутренними логическими дисками), и каждый раздел не может превышать 2 ТБ . Кроме того, из-за централизации информации в одном месте, в случае повреждения MBR вы можете потерять доступ ко всем разделам.

В UEFI используется GPT (GUID Partition Table). GPT была разработана именно для преодоления ограничений MBR . Она позволяет определить до 128 основных разделов на одном диске, каждый из которых теоретически может достигать сотен терабайт.

Еще одно ключевое отличие — это надежность: GPT хранит несколько избыточных копий таблицы разделов по всему диску , поэтому повреждение первых нескольких секторов не обязательно означает потерю всей структуры. Это упрощает восстановление в случае ошибок.

На практике обычно используются пары BIOS+MBR и UEFI+GPT . Компьютер, загружающийся в чистом режиме UEFI, как правило, ожидает, что системный диск будет отформатирован как GPT с соответствующим загрузочным разделом EFI . В отличие от этого, загрузка в режиме устаревшего BIOS обычно работает на дисках с MBR.

Когда имеет смысл использовать разделы и переключаться с MBR на GPT (и наоборот)?

Работа с разделами — это не просто технический вопрос; она напрямую влияет на организацию данных и на то, какие операционные системы вы можете установить . Существует ряд сценариев, когда изменение таблицы разделов практически обязательно.

Типичным примером является мультизагрузка. Если вы хотите установить несколько операционных систем на одном компьютере — например, Windows и Linux — вам необходимо, чтобы каждая из них имела свой собственный четко определенный раздел (или набор разделов), и схема разметки должна быть совместима с используемым режимом загрузки.

Ещё один распространённый сценарий — когда у вас уже созданы разделы, и вам нужно изменить их размер, удалить или переместить, чтобы освободить место для новой операционной системы или раздела данных. В этом случае неправильное перемещение может привести к потере данных, поэтому лучше действовать с предельной осторожностью, иметь резервную копию и, желательно, использовать специализированное программное обеспечение.

Также часто приходится работать с разделами, когда нужно клонировать установку операционной системы на другой диск, чтобы в случае аварии восстановить её в точности. В таких случаях тип разделов (MBR/GPT) и режим загрузки (BIOS/UEFI) на исходном и целевом дисках должны совпадать, чтобы избежать ситуации, когда система не будет загружаться. Для таких процессов обычно используются руководства по правильному клонированию установки.

Изменение формата с MBR на GPT — или наоборот — возможно, но есть нюанс. Во многих случаях это предполагает стирание содержимого диска , если только вы не используете специальные инструменты, позволяющие выполнять преобразование «на лету». Кроме того, вы не можете выполнить «горячее преобразование» диска, с которого загружается Windows, без соблюдения определенных и довольно деликатных процедур; именно поэтому существуют руководства по безопасному выполнению этой операции.

Совместимость операционной системы с BIOS/UEFI и MBR/GPT

Совместимость прошивки, режима разметки и операционной системы — это довольно сложная тема, в которой стоит разобраться. Не все системы могут загружаться в режиме UEFI, не все поддерживают GPT, и не все хорошо работают с Secure Boot.

Начиная с Windows XP и более ранних версий, они поддерживают только BIOS и MBR . Они не могут загружаться в режиме UEFI или быть установлены на диск GPT в качестве основной операционной системы. Windows Vista представила предварительную поддержку UEFI, но именно с Windows 7 и, особенно, Windows 8, поддержка стала общепринятой.

В современных средах 64-битные версии Windows, начиная с Vista, могут работать с дисками GPT , а начиная с Windows 8, рекомендуется установка UEFI с системным разделом EFI. Фактически, сертифицированные компьютеры с текущими версиями Windows обычно поставляются с завода с включенным UEFI, включенной функцией Secure Boot и разделом диска GPT.

Что касается Linux, то современные 64-битные дистрибутивы обычно поддерживают как UEFI, так и GPT , а во многих случаях даже Secure Boot. Однако для очень старых дистрибутивов или 32-битных версий может потребоваться отключение Secure Boot и даже принудительное включение режима устаревшего BIOS.

Важная деталь: не рекомендуется устанавливать операционную систему в одном режиме загрузки, а затем переключаться на другой . Если вы установите Windows в режиме BIOS на раздел MBR, а затем включите чистый UEFI без CSM, компьютер, скорее всего, не загрузится. Верно и обратное: установка Windows в режиме UEFI на раздел GPT не загрузится в режиме Legacy, если вы просто отключите UEFI и Secure Boot.

Как определить, использует ли ваш компьютер BIOS или UEFI

Если вы не уверены, какая операционная система используется на вашем компьютере, нет необходимости открывать корпус или гадать. Windows предоставляет несколько простых способов проверить, используете ли вы Legacy BIOS или UEFI , а также отформатирован ли ваш диск как MBR или GPT.

Один из самых быстрых способов — воспользоваться инструментом «Информация о системе». В меню «Пуск» можно найти «Информация о системе» или запустить команду. msinfo32В основном сводном отчете вы увидите поле под названием "Режим BIOS".

Если в этом поле указано «Legacy» или что-то подобное, это означает, что Windows загружается в режиме Legacy BIOS . Если указано «UEFI», это значит, что система установлена ​​и настроена на использование прошивки UEFI, вероятно, с диском GPT и загрузочным разделом EFI.

Ещё один полезный способ — это управление дисками. открывает diskmgmt.msc и проверьте диск, на котором установлена ​​Windows.Если вы видите небольшой раздел "EFI System" в формате FAT32, а также другой раздел, зарезервированный для Microsoft, и основной раздел NTFS, значит, вы имеете дело с установкой в ​​режиме UEFI на GPT.

Однако, если вы видите только один или два основных раздела NTFS и ни одного раздела EFI, скорее всего, Windows установлена ​​в BIOS/MBR . Для подтверждения этого можно использовать инструменты для работы с разделами или командную строку Windows.

Существует даже "криминалистический" метод, основанный на анализе файла журнала установки. В папке C:\Windows\Panther файл сохранен setupact.log с подробной информацией об обнаруженной во время установки среде загрузки. Отфильтровав этот файл по строке "Обнаруженная среда загрузки", вы увидите, была ли система установлена ​​в среде BIOS или EFI.

Как получить доступ к UEFI или BIOS из Windows

Доступ к прошивке больше не сводится к простому нажатию клавиш F2 или Delete при запуске, особенно на компьютерах с очень быстрой загрузкой. Windows 10 и 11 предлагают прямые пути для входа в настройки UEFI, не требующие невероятной ловкости.

Самый «чистый» способ — через параметры Windows. Перейдите в меню «Пуск» → «Параметры» → «Обновление и безопасность» → «Восстановление» . В разделе «Дополнительные параметры запуска» вы найдете кнопку «Перезагрузить сейчас», которая переведет вас в специальное меню загрузки.

После перезагрузки вы увидите несколько вариантов. Выберите «Устранение неполадок» → «Дополнительные параметры» → «Настройки прошивки UEFI» и нажмите «Перезагрузить». Устройство загрузится непосредственно на экран настроек прошивки, где вы сможете изменить параметры загрузки, включить или отключить безопасную загрузку и многое другое.

Есть очень удобная комбинация клавиш: удерживайте клавишу Shift, нажимая кнопку «Перезапустить », будь то в меню «Пуск», на экране входа в систему или даже в привычной комбинации Ctrl+Alt+Delete. Это позволит вам без проблем перейти непосредственно в меню «Дополнительные параметры запуска».

Если вы предпочитаете использовать командную строку, это тоже возможно. Откройте командную строку с правами администратора и выполните следующие действия: shutdown.exe /r /oWindows предупредит вас о необходимости перезагрузки для входа в расширенные параметры, откуда вы также сможете получить доступ к UEFI.

Для тех, кто часто вносит подобные корректировки, Вы даже можете создать ярлык на рабочем столе, который будет запускаться. shutdown /r /fw /t 1Двойным щелчком по нему система перезагружается и переходит непосредственно к настройкам прошивки, минуя какие-либо другие меню.

Сброс настроек UEFI при возникновении неполадок.

Изменение настроек UEFI без точного понимания того, за что отвечает каждая из них, может привести к тому, что компьютер не загрузится. В этом случае вы всегда можете восстановить заводские настройки , обычно одним из трех способов.

Некоторые производители размещают физическую кнопку сброса UEFI на материнской плате или даже доступную снаружи корпуса. Обычно достаточно удерживать её в течение нескольких секунд при выключенном и отключенном от сети компьютере, чтобы сбросить пользовательские настройки.

Ещё один классический способ — поэкспериментировать с перемычкой на материнской плате. Временно изменив положение перемычки, используемой для стирания конфигурации (подробности можно найти в руководстве к материнской плате), и оставив компьютер выключенным на несколько секунд, UEFI теряет сохранённые настройки и возвращается к состоянию по умолчанию.

Самый «старомодный» метод — извлечь батарейку CMOS из материнской платы. При отключенном от сети компьютере извлеките батарейку CMOS примерно на 10-15 секунд , а затем вставьте её обратно. Обычно этого времени достаточно, чтобы прошивка забыла предыдущую конфигурацию.

В любом из трех случаев, если у вас еще есть доступ к конфигурации, целесообразно заранее записать или сфотографировать ее , чтобы после решения проблемы можно было все вернуть в исходное состояние.

Обновление UEFI: когда это оправдано?

Учитывая такое большое внимание к обновлениям операционной системы и драйверов, вполне естественно задаться вопросом, нужно ли часто обновлять и UEFI . Краткий ответ: только при наличии веской причины.

В целом, обновление UEFI не требуется, если ваш компьютер работает исправно и у вас нет проблем с совместимостью или серьезных сбоев. Современные материнские платы значительно улучшены по сравнению со старыми версиями BIOS, но неудачное обновление прошивки по-прежнему представляет значительный риск.

Возможно, имеет смысл рассмотреть вопрос об обновлении, когда производитель выпустит версию, которая исправит конкретные ошибки, с которыми вы сталкиваетесь , улучшит совместимость с новыми процессорами или памятью, или устранит существенные уязвимости безопасности.

Чтобы узнать, какая у вас версия прошивки, проверьте поле «Версия и дата BIOS» в инструменте «Информация о системе» . Затем сравните её с последней версией, доступной на веб-сайте производителя вашей материнской платы или ноутбука.

Однако, если ваш компьютер начинает работать со сбоями после замены компонентов — например, после увеличения объема оперативной памяти или установки очень мощной видеокарты — проблема может быть связана с физической несовместимостью или ограничениями материнской платы , а не обязательно с версией UEFI. Перед попыткой обновления прошивки рекомендуется исключить эти причины.

Понимание всей этой структуры BIOS, UEFI, Secure Boot, MBR и GPT — это не просто техническое любопытство; это дает вам инструменты для принятия решений о том, как устанавливать системы, как организовывать диски и что трогать (или не трогать), когда что-то перестает загружаться , что значительно приближает вас к профилю специалиста, способного справиться с любым ПК, попавшим в его руки.