主機板

Intel發表UEFI Class 3,將於2020年停止傳統BIOS支援,屆時XP無法使用

文.圖/陳兆宏 2017-11-20 15:47:04

現階段主機板,大多支援UEFI與BIOS雙開機模式

自Intel於2002年推出EFI (Extensive Firmware Interface,可延伸韌體介面)規範,並於2005年將此規範格式交由UEFI論壇(Unified EFI Forum,統一可延伸韌體介面論壇)來管理與推廣之後,近年來的PC系統紛紛加入這項標準,而Mac電腦也採用了EFI來做為其韌體標準,讓其可以做到macOS與Windows雙重開機的目的!

UEFI Class 3 (UEFI 3.0)將剔除傳統BIOS模式,將影響到傳統OS、介面卡、硬碟格式


至於傳統BIOS (Basic Input / Output System)方面,如今仍普遍存在於各PC的電腦系統內,主要是為了能與傳統x86環境相容,並支援傳統作業系統,支援舊的介面卡。因此新一代的PC仍可用來執行最古早的DOS作業系統,或者Windows XP這類的圖形化作業系統。

因此,在短期內,這種UEFI + Legacy BIOS的雙開機模式仍會存在,讓使用者可以選擇使用Legacy BIOS (即CSM模組,CSM=Compatibility Support Module)來進入傳統作業系統,或是使用新一代UEFI模式來進入新一代的作業系統。

為什麼還存留BIOS? 為什麼要與UEFI同時存在?

由於BIOS是1980年代各IBM PC相容機大廠們,以Clean Room的方式開發出第一套BIOS原始程式之後,就一直以16位元的Assembly組合語言程式來撰寫、以暫存器和API呼叫方式,以及靜態函式連結的硬體控制架構,存在至今。雖說新一代的32位元、64位元的電腦紛紛推出,隨著電腦的快速發展,功能越來越強大,傳統BIOS開發技術越顯得老舊,已不能符合新一代系統軟體與新處理器的開發需求,因此Intel才推出新的EFI介面,讓PC韌體不再只是限定在x86與16位元架構,而是可以延伸到x64、IA64等處理器架構(話說IA64的Itanium也到末代了)。

這是伴隨我們存在幾十年的BIOS設定畫面,很熟悉的畫面,但因Flash容量有限,因此都是以文字模式為主


這也是EFI當初的理念,讓系統開發者能夠遵循單一的規範,來開發系統韌體程式,後來改為UEFI之後,其規範也開始讓業界慢慢接受。UEFI除了可以透過類似C這種高階程式語言來開發,同時UEFI採用類似一種低階作業系統的概念,賦予韌體可以操控所有硬體資源的能力,加上UEFI採用模組化設計,韌體廠商可以自由加減需要的模組,並設計出更棒的設定介面與開機畫面。此外還有安全開機(Secure Boot)的機制,讓電腦在「作業系統先前環境」(Pre-OS Environment)能有更多的發揮空間,也更安全,UEFI可提供電腦系統更安全、更親和、功能更強大的Pre-OS環境。

目前所有主機板廠商,包括華擎(ASRock)、華碩(ASUS)、技嘉(Gigabyte)、微星(MSI)、美超微(SuperMicro),都早已導入UEFI的圖形化BIOS,同時還保留Legacy BIOS的CSM模組,以提供更多、更豐富的強悍功能,並提供EZ Mode(簡易模式)和Advance Mode(進階模式)的設定畫面,讓初學者和玩家們都能夠輕鬆搞定主機板設定需求。

華擎(ASRock)的UEFI BIOS設定畫面之一


華碩(ASUS)的UEFI BIOS設定畫面之一


技嘉(Gigabyte)的UEFI BIOS設定畫面之一


微星(MSI)的UEFI BIOS設定畫面之一


美超微(SuperMicro)的UEFI BIOS設定畫面之一


此外,UEFI更可以突破傳統2TB硬碟的定址能力,搭配GPT (GUID Partition Table)的硬碟分割表設計,可突破傳統BIOS + MBR (Master Boot Record)只能最多4組主要硬碟分割區的限制。其Secure Boot機制可防止開機檔案被竄改(Windows 8以後可以支援Secure Boot模式),提供更安全的開機環境。

全新UEFI Class 3,將拋棄Legacy BIOS介面,傳統OS即將GG

然這種UEFI + Legacy BIOS的雙重開機模式,將於2020年劃下句點。因為Intel計畫將於2020年推出的UEFI Class 3規範中,將Legacy BIOS介面完全捨棄。從Intel的Brian Richardson先生在2017年10月底至11月初所舉辦的UEFI 2017年秋季插拔大會中,所提出全新的UEFI Class 3規範簡報(PDF檔案)中,即可看出端倪!

Intel在UEFI Plugfest 2017 Fall提出全新UEFI Class 3,將消弭傳統BIOS模式(參考右下角部份)


最早的UEFI Class 0,就是指以往只有Legacy BIOS的時代,到了UEFI Class 1,開始加入了UEFI/PI介面,但執行函式還是傳統BIOS介面(傳統介面卡適用),直到目前主流的UEFI Class 2,除了加入UEFI/PI介面之外,執行函式也能同時支援UEFI與傳統BIOS介面(讓新一代的UEFI與BIOS介面卡都能支援)。而Intel最新發表的UEFI Class 3,則是將UEFI Class 2中的傳統BIOS支援部份,直接刪除!完完全全就是UEFI介面了!這也等於宣告,BIOS模式即將GG!

UEFI Class 3的優勢:更小的程式碼,更小的查驗碼/支援「足印」,並可鼓勵廠商導入新科技


舊款只支援BIOS的顯示卡或介面卡,也將無法在UEFI Class 3使用

從簡報上來看,UEFI Class 3 (UEFI 3.0)將擁有更高的安全性,另外,Secure Boot已經不是必備選項,因此Linux作業系統不用擔心會有開不了機的問題。簡單來說,Intel藉由UEFI Class 3的推出,來消弭傳統BIOS,讓客戶端或是資料中心等伺服器平台,都全面支援UEFI 3.0的規格,達到最後一哩路的境界。

Intel放話了!2020年的UEFI Class 3,將不再支援傳統BIOS模式囉!


這意味著,到了2020年之後,搭配UEFI 3.0的系統出爐時,將會有以下改變:

介面卡方面
您的傳統顯示卡、網路卡,甚至SSD介面卡,必須得支援UEFI,才能在UEFI 3.0的電腦上使用。若您介面卡的OpROM只支援BIOS模式,將可能無法順利初始化,可能要等到進入作業系統之後,驅動程式驅動完成後,才可以使用。

例如顯示卡若不支援UEFI的話,在UEFI 3.0的電腦開機,有可能就是一路黑屏,直到Windows畫面出現為止,SSD介面卡的OpROM若不支援UEFI,則可能無法成為系統碟,網路卡的OpROM不支援UEFI,則可能無法進行網路開機,以此類推。

其實VGA BIOS,也都早就支援UEFI了!這是Intel的內顯 (HD Graphics 630)


AMD的顯示卡,也支援UEFI BIOS (Radeon RX Vega)


NVIDIA的顯示卡,也支援UEFI BIOS (GeForce GTX 1080)


開機碟方面
至於開機碟部份,若是事先格式化成MBR格式的,必須得轉換成GPT格式才能順利開機!也就是說,資料碟(如D:)不影響,但開機碟(C:)則必須透過Windows 10 (1703版以上)的MBR2GPT.EXE這類的轉換工具,來轉成GPT格式。

UEFI的開機碟,必須分割成GPT格式,並有個EFI系統區,存放著開機程式碼與驅動程式


作業系統方面
舊的作業系統,像是Windows XP以前的作業系統,是確定無法用UEFI模式來開機的。因此老OS想要再戰十年,那就別升級到UEFI 3的主機板。至於Windows Vista和Windows 7則要SP1以後,且是x64架構,才支援GPT的硬碟格式,且可以使用UEFI來開機。

Windows 7 SP1以UEFI模式開機後,安裝選單在格式化硬碟時,就會自動以GPT格式來規劃,將硬碟分割成MSR (微軟專屬保留區)、EFI (EFI系統保留區)、主要磁碟區


Mac OS X方面,早在10.5版本就採用GPT格式。因此只要是Mac電腦,其硬碟應該都早就是GPT格式了!其新版Boot Camp做出來的Windows分割區,也都是UEFI + GPT模式,只適合安裝Windows 7 SP1以上的作業系統。

至於Linux方面,各大知名的Linux Distro (x64架構)都已可支援UEFI開機。包含像是Ubuntu、Debian、BSD家族、CentOS、steamOS…等等。

邁向最後一哩路,UEFI Class 3將徹底跟BIOS說拜拜

整體而言,在PC的發展史中,BIOS一直伴隨著我們到現在,從最基本的開機初始化,到主機板的各項設定值調整、開機碟順序設定、甚至超頻,雖然畫面都是文字模式,但許多功能都必須要透過它來完成。

隨著UEFI的導入,讓我們主機板設定畫面全面進入圖形化介面時代,還提供了更多功能,像是溫度監控、網路韌體更新、進階超頻、圖形化系統資訊、RAID設定、可以用滑鼠操控…等等,使電腦的組裝與設定更加方便與直覺。因此對Intel來說,把BIOS淘汰掉,可說是促進電腦邁向最後一哩路的必要之惡。總之,到了2020年,電腦系統的韌體環境,將會是UEFI的天下了!BIOS撐了20多年,就讓它下台一鞠躬吧!



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