[扫盲]关于BIOS与UEFI的关系
本帖最后由 iFive 于 2014-9-3 13:11 编辑题外话：看到讨论很热烈，手痒了，随便写写，轻喷。
关于BIOS：
BIOS即“Basic Input/Output System”基本输入输出系统，源于IBM，大体上说是具有“担负著初始化硬件，检测硬件功能，以及引导操作系统”这么多的功能，但实际上，它跟UEFI一样，属于Firmware Interface的范畴，也就是作为底层硬件的一个外部接口而存在。
早期的电脑，BIOS是固化在ROM里面的，而且运行时也是从ROM中读一条运行一条，相当于额外的系统盘。后来随着PC内存增加，BIOS会随着系统启动完全载入到内存中去，这样运行速度就快很多了。但这么做不仅有可能导致兼容性问题，长时间运行也会随着内存的读写错误而导致BIOS出错，这样就彻底死机了。那时候在BIOS里都会有个选项叫做“BIOS SHADOW”，也就是让你选择是否将BIOS映射到内存中去。随着硬件的发展，BIOS的储存方式也从ROM、EPROM、EEPROM逐渐变迁，最近随着BIOS的增大以及Shadow技术的进步，连不支持bit运算的NAND都上阵了。
但同时BIOS的局限性也逐渐体现，比如，我有一个PCI的网卡，还有一张Raid阵列卡，这些在主板BIOS当中都是没有集成的，就需要在这两个设备中再集成一个ROM，使用BIOS提供的一个叫BBS的API注册到主板BIOS当中去才行，这回导致系统BIOS的启动时间变长，而且在注册完成之前，你是无法对BIOS进行任何操作的，也进不到BIOS的界面。很多人开机时点了“F2”或者“Del”仍然要等很久才能进去就是这个原因。且BIOS是在8086时代就定型了的，导致其所有的部分都必须用16位寻址的方式编写，不兼容32位，更别说64bit了。
而最重要的缺点有这么两个：1、在其他设备进行BIOS注册的时候，总共只有128K的大小，超了BIOS就管理不了。2、由于BIOS及其全部的扩展都是汇编写的，那么其针对性就非常强。也就是说，我为x86做的一个硬件（比如RAID卡），它放到PowerPC、ARM上都不能用。
再说UEFI：
UEFI的全称是Unified Extensible Firmware Interface，可以看出它的定位就是一个可扩展的Firmware界面。其中Firmware是汇编的，而其余部分是用C做的，这样的好处我们下面再说。
UEFI的前身是EFI，这是Intel提出的一个方案，其目的据官方说是解决BIOS存在的诸多问题，提供更先进的接口规范。其实说白了就是为“安腾”开发的，因为“安腾”架构基本上同x86不兼容。从前你不支持也就罢了，毕竟是竞争对手的关系，但你Intel自己出的两个东西之间互不兼容，这就说不过去了。EFI采用C编写，模块化结构，然后通过动态链接的形式构建。这样向里面添加设备就很容易，体现出来就是开机自检速度快。同时其他设备也不再用汇编了，无法直接调用CPU指令集，而是用叫做“EFI Byte Code”的伪代码写成，由EFI解释运行。这是一种专用的虚拟机，原理上类似Java。这样你的硬件只要支持EFI就行了，剩下的从EFI到CPU的工作就可以省掉。所有硬件商只要写好硬件到EFI的驱动，就可以兼容所有支持EFI的硬件，而不用管EFI那头是什么东西。很方便，是吧？
但在当时所有用EEPROM的时代，用C写的EFI太大了，芯片装不下只能做到硬盘里，这麻烦就大了。主板厂商不能控制自己的底层接口，硬盘商卖出去的新硬盘直接替换旧机器上的就无论如何都无法开机。换句话说，除了苹果，谁都玩不转。而苹果不玩安腾，所以安腾悲剧了。况且对于大部分只玩x86的厂商，BIOS没啥问题，不就是兼容性差点么，老子又没指望兼容别的平台，用现在的话说就是“关我鸟事”。
之后Intel只能认怂，伙同AMD、Dell、HP、Apple、Microsoft、Phoenix等一堆相关人士成立了统一EFI论坛，也就是“Unified EFI forum”，并在之后放开EFI的控制权，完全交给这个推广组织制定，名称也理所应当的变成了“UEFI”。再之后BIOS开发厂商也只能见风使舵的推出UEFI 固件，变革的时候谁跑得慢谁倒霉，Award跑的最慢，就被Phoenix收购了。
UEFI的特点
UEFI其实在硬件上跟BIOS的差别并不大，不过就是NAND大了点，CMOS存的变量多了点而已，更多的是软件和规范上的变化。好处还是有不少的：
1、性能更高、支持更多的硬件。比如超过3T的硬盘等。这点其实是废话，新规范总归是要提升性能、适应新产品的。
2、UEFI支持存放在任何位置。而且这个位置是动态可变的，哪里方便就放在哪。比如还是一个raid阵列卡，你就可以把这张卡连同附带硬盘的驱动放在卡的ROM里，当PCI-e的驱动加载完毕之后，会自动加载ROM里的驱动。
3、硬件的兼容性提高，前面提到了，新硬件只要编写从自家硬件到UEFI的部分就行了，剩下的UEFI来做，向前向后的兼容性都能保证，工作量也明显减少。
4、自带图形功能。支持鼠标了（版主注：鼠标功能并非是UEFI的“标配”，Intel的“公版”EFI就没有鼠标功能，PS：上世纪90年代的一种AMI BIOS甚至有类似于Windows 3.1的简陋图形界面和鼠标支持），看上去更华丽了，也为下面“可扩展性”提供了更多功能。
5、处理器兼容性。UEFI支持64位寻址，支持包括安腾、x86、arm在内的所有处理器，而且可以运行在不同模式。比如用64位的UEFI启动32位的Boot Loader（但当前只有mac OS可以做到，win8跟server 2012都不行）。
6、可扩展性。UEFI是支持第三方软件的，并提供了一个UEFI-Shell来输入其他命令。理论上说在UEFI环境下是可以直接听歌、上网、看电影的，但现在没人这么多(部分厂商可以)。另：现在很多厂商都可以在UEFI下直接联网更新固件。
版主修改：无线网卡类的硬件不需要Option ROM自检，已经帮你修改为RAID卡。其他内容也有部分变动。
支持一下楼主，很好的普及知识贴。 正求这个介绍{:1_481:} 感谢，详细了解了下... 本帖最后由 haierccc 于 2013-5-4 10:22 编辑
这个介绍太详细了，赞一个！
如果说EFI是一个虚拟机的话，那么编程的时候调用其功能，和BIOS调用是一样的么？
比如BIOS调用，BIOS代码直接就是CPU代码。而EFI调用，就是经过虚拟机这个中间层转换，那效率是不是下降了。 感觉还是有很多不解的地方，thinkpad已经支持UEFI，在BIOS里也可以选择调用哪个，但是貌似UEFI对于笔记本目前没什么作用 学习了， Phoenix跑的最慢，就被Award收购了。
这个不是Award被Phoenix收购吗？官网地址http://www.phoenix.com/ 长知识了，谢谢
学习了，已经UEFI+SSD(GPT)+HDD(GPT){:7_391:} 长见识了 挺好的，学习了。 联想Y400笔记本，加SSD，UEFI+GPT……但是没有图形BIOS是怎么回事呢，只有跟老式BIOS一样的UI 拜读了，现在满大街都是UEFI。 waya 发表于 2013-5-11 09:36 static/image/common/back.gif
Phoenix跑的最慢，就被Award收购了。
这个不是Award被Phoenix收购吗？官网地址http://www.phoenix.com/ ...
抱歉，写的时候脑残了。
确实是Award被收购，合并后叫Phoenix-Award，写的时候不知道怎么就按这个先后顺序敲出来了……
写的不错，学习了。 嗯，菜鸟学习了~~ 楼主解释的简单明了，谢谢啦！ 新人来学习一下 收藏起来慢慢看吧