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11 Juli 2024  Maaß Hoffmann  Primär designierte Ingenieure
 

Überblick
Der Artikel behandelt die Unterschiede zwischen BIOS (Basic Input/Output System) und UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), beides Arten von Systemfirmware, die eine wesentliche Rolle im Bootvorgang eines Computers spielen. Es wird erläutert, dass sowohl BIOS als auch UEFI die notwendigen Anweisungen für die CPU bereitstellen, um den Computer beim Einschalten zu starten, sie sich jedoch in Funktionalität und Leistung erheblich unterscheiden. Der Artikel zielt darauf ab, diese Unterschiede hervorzuheben und die Szenarien zu untersuchen, in denen das eine dem anderen vorzuziehen ist.



Inhaltsübersicht

TischsymbolBootvorgang
TischsymbolBIOS
TischsymbolUEFI
TischsymbolWie UEFI das BIOS ersetzt und verbessert
TischsymbolMöglicherweise benötigen Sie kein UEFI
TischsymbolSchlussfolgerung
AMI BIOS  
In der Welt der Computer tauchen oft zwei Akronyme auf, wenn es um Systemfirmware geht: BIOS und UEFI . Diese Begriffe stehen für Basic Input/Output System und Unified Extensible Firmware Interface . Beide spielen eine entscheidende Rolle im Bootprozess eines Computers, weisen jedoch erhebliche Unterschiede in Funktionalität und Leistung auf. Dieser Artikel untersucht die Unterschiede zwischen BIOS und UEFI, ihre Rollen im Bootvorgang und die Szenarien, in denen das eine dem anderen vorzuziehen ist.

Bootvorgang

Um BIOS und UEFI zu verstehen, ist es wichtig, den grundlegenden Startvorgang eines Computers zu kennen:
1. Einschalten: Beim Drücken des Netzschalters startet die CPU, benötigt jedoch Anweisungen, da der Hauptspeicher leer ist.
2. Firmware-Anweisungen: Die CPU lädt Anweisungen vom Firmware-Chip auf dem Motherboard und führt sie aus.
3. POST: Die Firmware führt einen Power-On-Self-Test ( POST ) durch, initialisiert die Hardware, erkennt Peripheriegeräte und überprüft den Gerätezustand.
4. Boot-Loader-Suche: Die Firmware durchsucht Speichergeräte nach einem Boot-Loader im ersten Sektor einer Festplatte . Wird einer gefunden, wird die Kontrolle an den Boot-Loader übergeben.
Der Bootloader ist dafür verantwortlich, das Betriebssystem zu laden. Zum Beispiel ist GRUB ein Bootloader, der Unix-ähnliche Betriebssysteme laden und Windows-Betriebssysteme chain-loaden kann. Der Bootloader lädt den Kernel in den Speicher, initialisiert Prozesse und bereitet das System für die Benutzerinteraktion vor.

BIOS

Award BIOS-Schnittstelle  
BIOS oder Basic Input/Output System ist die traditionelle Firmware, die beim Bootvorgang verwendet wird. Sie ist auf einem EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) gespeichert und ermöglicht so einfache Updates vom Hersteller. BIOS bietet wichtige Funktionen zum Lesen von Bootsektoren und Anzeigen von Informationen auf dem Bildschirm. Benutzer können während der ersten Bootphase auf die BIOS-Einstellungen zugreifen, indem sie Tasten wie del , F2 oder F10 drücken.

UEFI

uefi_1270  
ASUS UEFI UEFI oder Unified Extensible Firmware Interface dient demselben Zweck wie das BIOS, weist jedoch mehrere Verbesserungen auf. Im Gegensatz zum BIOS speichert UEFI alle Daten zur Initialisierung und zum Start in einer .efi-Datei auf einer speziellen Partition namens EFI System Partition (ESP) auf der Festplatte. Diese Partition enthält auch den Bootloader. UEFI wurde entwickelt, um BIOS-Einschränkungen zu überwinden, darunter:
1. UEFI unterstützt Laufwerksgrößen bis zu 9 Zettabyte , im Vergleich zu den 2,2 Terabyte des BIOS.
2. Startzeit : UEFI ermöglicht schnellere Bootzeiten .
3. Treiberunterstützung: UEFI bietet eigenständige Treiberunterstützung, was Firmware-Updates erleichtert.
4. Sicherheit : UEFI bietet Funktionen wie Secure Boot , das das Booten von nicht autorisierten Anwendungen verhindert und die Sicherheit erhöht, jedoch Dual-Boot-Szenarien erschwert .
5. Betriebsmodi: UEFI läuft im 32-Bit- oder 64-Bit-Modus und ermöglicht eine grafische Benutzeroberfläche (GUI ) sowie Mausnavigation , im Gegensatz zum 16-Bit-Modus und der Tastaturnavigation von BIOS.

Wie UEFI das BIOS ersetzt und verbessert

UEFI ersetzt das traditionelle BIOS auf PCs. Ein Wechsel von BIOS zu UEFI auf einem bestehenden PC ist nicht möglich. Man muss neue Hardware kaufen, die UEFI unterstützt und enthält, wie es bei neuen Computern der Fall ist. Die meisten UEFI-Implementierungen bieten BIOS-Emulation , sodass man alte Betriebssysteme installieren und starten kann, die ein BIOS erwarten, anstatt UEFI. Sie sind also abwärtskompatibel.
Dieser neue Standard umgeht die Einschränkungen des BIOS. Die UEFI-Firmware kann von Laufwerken mit 2,2TB oder mehr booten – das theoretische Limit liegt bei 9,4 Zettabyte . Das ist ein beachtlicher Anteil aller Informationen im Internet! Dies liegt daran, dass UEFI das GPT-Partitionsschema anstelle von MBR verwendet. Es bootet auch auf eine standardisiertere Weise, indem EFI-Executable-Dateien gestartet werden, anstatt Code vom Master-Boot-Record eines Laufwerks auszuführen.
UEFI kann im 32-Bit- oder 64-Bit-Modus laufen und verfügt über mehr adressierbaren Speicherplatz als BIOS, was einen schnelleren Bootvorgang bedeutet. UEFI-Setup-Bildschirme können ansprechender als BIOS-Einstellungen sein und unterstützen Grafiken und Mauszeiger . Dies ist jedoch nicht zwingend. Viele PCs werden immer noch mit textbasierten UEFI-Einstellungen geliefert, die wie ein altes BIOS-Setup aussehen und funktionieren.

Möglicherweise benötigen Sie kein UEFI

Trotz der Vorteile von UEFI gibt es Szenarien, in denen das BIOS vorzuziehen sein könnte:
1. Einfachheit: Für Anfänger, die sich nicht mit Firmware-Einstellungen beschäftigen wollen, ist das BIOS einfacher.
2. Kleine Laufwerke: Bei Festplatten oder Partitionen unter 2 TB reicht BIOS aus.
3. Mehrere Betriebssysteme : Das BIOS ermöglicht das Ausführen mehrerer Betriebssysteme ohne Änderung der Einstellungen , was jedoch ein Sicherheitsrisiko darstellt.
4. Systeminformationen: Das BIOS stellt dem Betriebssystem Systeminformationen zur Verfügung, die im 16-Bit-Modus ohne zusätzliche Hardware-Interaktionscode nützlich sind.
Einige Benutzer bevorzugen die textbasierte Benutzeroberfläche und Tastaturnavigation des BIOS. UEFI umfasst einen Legacy-Modus , um alles wie BIOS-Firmware auszuführen. Beachten Sie jedoch, dass Intel angekündigt hat, die Unterstützung für traditionelles BIOS ab 2020 einzustellen.

Schlussfolgerung

Dieser Artikel bietet einen Überblick über die Unterschiede zwischen BIOS und UEFI , hebt ihre Rollen im Boot-Prozess , ihre Vorteile und Szenarien hervor, in denen eines dem anderen vorgezogen werden könnte. Das Verständnis dieser Unterschiede kann Ihnen helfen, fundierte Entscheidungen über die Firmware-Einstellungen und -Fähigkeiten Ihres Computers zu treffen.
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