主板BIOS技術解析
互聯網 發(fā)布時間:2009-04-21 00:57:04 作者:佚名
我要評論

PC經過20多年的發(fā)展,幾乎所有的硬件架構都歷經數次徹頭徹尾革新,但古老而變化有限的BIOS 卻越來越不為用戶重視。隨著電腦朝著功能多樣化的方向發(fā)展,如今傳統(tǒng)BIOS也受到來自CSS、UEFI 新一代BIOS技術的挑戰(zhàn)……
BIOS基礎知識
下一代BIOS技術
雖然BIOS一路演進到具有ACPI支持能力,但本質上的變化并不大,業(yè)界也一直醞釀著要做改變的聲音。不過,BIOS由于在業(yè)界已經根深蒂固、并不能說改就改,因此,直到近年來才有所謂的 CSS (Core System Software)和EFI(UEFI)。
CSS:新一代BIOS?
CSS是在2003時由微軟和BIOS供貨商Phoenix共同制定,當時號稱所謂真正圖形接口BIOS,被譽為將取代傳統(tǒng)BIOS的新希望。從本質上,CSS是直接嵌入微軟操作系統(tǒng)中的軟件,微軟長久以來就一直希望能跳過BIOS直接控制硬件,但從來沒有真的成功過。就算Window NT已將許多BIOS工作納入核心,但像磁盤控制等功能,仍然無法不靠BIOS來完成。通過直接納入Windows底層的CSS BIOS,上層圖形接口用戶就可以直接訪問并管理所有硬件資源。
從技術角度來看,CSS在操作系統(tǒng)高度和硬件結合的優(yōu)勢下,比傳統(tǒng) BIOS具有較佳數字安全、網絡管理等好處;Phoenix在CSS架構下建立了許多現在頗為熱門的信賴式運算與核心碼,就是一種與操作系統(tǒng)結合的軟件。正因為CSS BIOS是操作系統(tǒng)的一部分,所以包括病毒攻擊等防護,都可以靠系統(tǒng)中的防毒軟件來完成。在微軟的理想中,CSS BIOS將融入數字版權管理系統(tǒng),自動對軟件的版權直接進行檢測,以此防止軟件盜版。
而對用戶來說,CSS的最大好處在于將電腦操作變得更加簡單可靠,同時擁有著更高的安全性能。例如,CSS BIOS軟件檢測到病毒復制,修改硬件資源的時候會發(fā)出警報來通知上層界面,而上層界面就可以通過操作來進行調整或修復起到防止病毒的作用。除此以外, CSS技術將具有更強的可維護性,配置管理界面都有大幅度的改善,這樣的BIOS或者只是Windows中的一個組件,只需要打開控制面板做出相應的調整就可以簡單明了地調整硬件設置,并且即時生效。此外,微軟官方表示CSS BIOS還將集成數字版權管理系統(tǒng)(DRM),在此功能上,BIOS將自動對軟件的版權直接進行檢測,也是防止盜版的重要手段之一。
雖然聽起來不錯,但CSS也有許多缺點。首先,CSS只是把放在Flash等非揮發(fā)內存中的固件,換成軟件的型式存在操作系統(tǒng)中,本質上的變革有限。其次,操作系統(tǒng)直接包含BIOS能力固然可強化對硬件的控制能力,但假若惡意程序取得操作系統(tǒng)掌控權,就能直接對系統(tǒng)安全做出更具破壞力的動作,或更容易對電腦使用者的動作進行監(jiān)視、竊取數據。同時CSS BIOS技術賦予管理者的權限過大,使得通過電腦偷窺用戶如何使用電腦在技術上成為簡單的事情,而且就算是用戶使用盜版軟件,對用戶進行懲罰的也應該是執(zhí)法或相應的部門,而不是操作系統(tǒng)。
當然,CSS BIOS能否成為BIOS的最大挑戰(zhàn)者,在于整個市場的接受力度。盡管Phoenix是目前最大的BIOS供貨商,但在包括Intel、微軟、其它 BIOS業(yè)者和軟/硬件制造商都表態(tài)支持UEFI的狀態(tài)下,CSS也許只能成為Phoenix BIOS的一種特色,而無法成為標準。
EFI/UEFI:更具優(yōu)勢?
EFI的出現第一次被正式提出,是在2000年的Intel春季IDF上,經過幾次修訂,現在已經到了EFI 1.10版,而2.0版正由UEFI這個組織制定中(故EFI也現稱為UEFI)。EFI早在2000年時由Inetl提出的標準,從某個角度來講, Intel在當時推出EFI主要為將來電腦固件能兼容于各種不同架構平臺布局;例如EFI可運用在Itanium、Pentium甚至XScale平臺上。最初,共同發(fā)展EFI的業(yè)者包括Intel、AMI和臺灣業(yè)者Insyde,后來由于EFI確實具有足夠的前瞻性,產業(yè)間成立了UEFI (Unified EFI)論壇,共同開發(fā)適用于各平臺的PC固件標準?;旧?,UEFI是基于原有的EFI 1.10為基礎,正在進行UEFI 2.0的制定工作。
在UEFI的架構中間綠色的H型區(qū)塊部分,包括平臺驅動程序、UEFI驅動程序、兼容性支持模塊和最底層"準UEFI模塊"等,就是BIOS業(yè)者所提供的程序范圍。在Intel的定義里,準UEFI模塊即與現有BIOS相當。
UEFI的最大特點,采用模塊化設計的UEFI BIOS,基本上區(qū)分成硬件控制和OS軟件兩大模塊,前者只要是相同版本的UEFI BIOS,就會有相同的功能,后者則是給廠商用C語言撰寫應用功能的開放接口。通過這個開放接口,廠商就可以自行編寫出各種功能的插件(Plug- in),像是類似Ghost的系統(tǒng)備份/還原插件、類似IE的瀏覽器插件、類似Anti-Virus的防病毒插件等功能來增加自家產品的功能特色。從前面的內容來看,UEFI BIOS完全不同于傳統(tǒng)BIOS的樣貌,幾乎就是一個專用的微型操作系統(tǒng)。而隨著UEFI BIOS內建功能的多樣化,它的數據體積自然是不容小視,再加上擴展性的需要,UEFI BIOS將不再是存放在主板上的只讀存儲器中,而是在硬盤劃分出一塊FAT 32格式的扇區(qū)(ESP;UEFI BIOS System Partition),來存放UEFI BIOS的相關數據。
可以說,UEFI系統(tǒng)的固件就相當于一個簡單的操作系統(tǒng),在開機程序完成后,使用者可選擇執(zhí)行UEFI Shell當做命令接口,或指定任一其它操作系統(tǒng)。這種情形就有點像早期的DOS一樣,Windows只是另一個使用者接口系統(tǒng)。包括AMI和 Insyde,現在的UEFI BIOS都是以Intel所撰寫的UEFI功能核心Framework(開發(fā)代號為Tiano)為基礎,再加掛其編寫的架構模塊。甚至于微軟的下一代操作系統(tǒng)Longhorn,也在IDF中宣布支持UEFI,按照微軟的計劃,未來所有新的操作系統(tǒng)都將支持UEFI。在模塊化分工的概念下,加入一個新的中介接口的確能將系統(tǒng)變動帶來的其它改變減至最少。
因為UEFI的這種架構特性,所以很多人認為在UEFI成為電腦固件后,對BIOS廠商和微軟都是威脅----BIOS業(yè)者將不再有絕對的主控地位,而用戶在開機后執(zhí)行系統(tǒng)的選擇性增加,就不見得一定得依賴微軟的Windows了。不過, UEFI BIOS也象CSS一樣存在不少缺點。比如真正的UEFI是在硬盤中隔離出一個區(qū)域來作為存儲空間的,如果硬盤這一小塊空間出現物理損壞,后果怎樣?由于 UEFI更像是種軟件,所以對病毒、外部程序侵入的防御能力就比傳統(tǒng)的BIOS削弱了不少。再說,現在會用C語言來編程的人不少,可能很多人都可以很容易破譯UEFI,這對UEFI的安全性提出了更高的要求。
小結
從傳統(tǒng)BIOS的角度來看,目前市場上并不需要所謂的圖形化接口BIOS;主要原因是現有BIOS改成圖形接口須做的工太多太復雜,且圖形接口占用額外的內存空間,以使用率來講并不符合效益。對于BIOS的未來發(fā)展方向,從電腦應用趨勢變化的觀點思考,BIOS能做且應該做的事遠超過現有產品。
至于CSS、UEFI對產業(yè)來說還是一個發(fā)展中的技術。不過,與需要重新開發(fā)新技術的CSS BIOS比較起來不需要投入太大資本的UEFI BIOS更加讓硬件廠商動心,安全角度來分析,也是UEFI BIOS更具有優(yōu)勢和安全性,而且Intel官方宣布微軟的下一個操作系統(tǒng)將會支持UEFI BIOS,與遙遙無期的CSS BIOS相比,真正取代傳統(tǒng)BIOS的技術UEFI BIOS已經快要到來了。
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