خداحافظ بايوس، سلام uefi!

[SaynaServer]

اشاره :
حذف بايوس از مادربوردها پس از 25 سال و جايگزيني آن با فناوري‌ جديدي به نام UEFI است.


عمر فناوري‌‌هاي مختلف در دنياي کامپيوتر بسيار کوتاه است و بهترين آنها هم پس از مدت کوتاهي از رده خارج شده و جاي خود را به فناوري‌‌هاي بهتر و جديدتري مي‌دهند. البته بايد توجه داشت که رمز پيشرفت سريع علوم کامپيوتر و به تبع آن ساير دانش‌ها، همين سرعت بالاي تغييرات فناوري‌‌هاي کامپيوتري است. اما در اين بين برخي از شانس بهتري برخوردار بوده و مدت بيشتري پابرجا مي‌مانند. از اين جمله مي‌توان به فناوري‌ هاردديسک اشاره کرد که بالاخره پس از مدتي طولاني قرار است جاي خود را به SSD بدهد. اما تغيير دير هنگام ديگري که در اين مقاله به آن مي‌پردازيم.

UEFI چيست؟
UEFI سرواژه عبارت Unified Extensible Firmware Interface است و يک واسط نرم‌افزاري بين سيستم‌‌عامل و ميان‌افزار (Firmware) سخت‌افزار است که قبل از بوت سيستم قرار مي‌گيرد.
UEFI در واقع جايگزين بايوس مي‌شود و البته بسيار مفصل‌‌تر، پيچيده‌تر و پيشرفته‌تر از آن و چيزي شبيه به يک سيستم ‌عامل خواهد بود و در نتيجه محيط حالت DOS بايوس‌هاي فعلي، جاي خود را به محيط گرافيکي حالت ويندوز مي‌دهد که امکان استفاده از ماوس نيز در آن فراهم شده است.
UEFI کنترل سيستم را بعد از روشن کردن آن و قبل از شروع به کار سيستم ‌عامل به دست مي‌گيرد (شکل 1).

شکل 1: فلوچارت عملکرد UEFI

UEFI‌جداول داده‌اي است و شامل اطلاعات مربوط به پلتفرم سخت‌افزاري،
Service Callهاي بوت و Runtime‌ها مي‌شود که مورد نياز سيستم‌‌عامل و Loader آن است. در کنار آن يک محيط کاملاً استاندارد و مدرن براي اجراي برنامه‌هاي پيش از بوت و بوت سيستم‌‌عامل فراهم مي‌کند.
برخي از مزاياي ظاهري UEFI به شرح زير است:
• پشتيباني از منوهاي گرافيکي
• پشتيباني از ماوس
• پشتيباني از برنامه‌هاي کاربردي پيش از سيستم‌‌عامل مثل بازي، مديا پلير، مرورگر اينترنت!
• پشتيباني از شبکه و کار در محيط شبکه پيش از ورود به سيستم‌عامل!
• پشتيباني از محيط چند زبانه
بايوس چيست؟
با توجه به اينکه UEFI‌جايگزين بايوس شده و قرار است کار آن را به نحو بهتري انجام دهد، لازم است بدانيم کار بايوس چه بوده و UEFI چه بهبودي در آن داده است.
بايوس (Basic Input/Output System) برنامه‌اي است که به محض روشن شدن کامپيوتر فعال شده و کنترل کامپيوتر را بر عهده مي‌گيرد و پس از طي مراحلي کنترل را به سيستم‌‌عامل مي‌سپارد. بايوس جريان داده‌اي پيش از بوت را مابين سيستم‌‌عامل و تجهيزات جانبي مانند هاردديسک، کارت گرافيک، کيبورد و ماوس مديريت مي‌کند. وقتي کامپيوتري روشن مي‌‌شود، بايوس بررسي مي‌کند که آيا تمامي تجهيزات لازم براي عملکرد صحيح کامپيوتر فعالند و درست عمل مي‌کنند يا خير. سپس Loader، سيستم ‌عامل را از هاردديسک در حافظه بارگذاري مي‌کند.
بايوس سال‌هاست که به صورت يک رابط نرم‌افزاري در کامپيوترهاي منطبق با PC/AT وجود دارد و علي‌رغم پيشرفت سريع اين کامپيوترها، همچنان بايوس آنها به شکل اوليه وجود دارد. بايوس به وسيله سيستم‌هاي منطبق با PC/AT که براساس معماري X86، 16 بيتي و Real Mode کار مي‌کنند، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در عوض UEFI‌ مخصوص يک معماري پردازنده خاص نيست و بنابراين مي‌تواند عملکرد يکساني را روي فناوري‌‌هاي متفاوت داشته باشد. مزيت ديگر UEFI‌ اين است که برخلاف بايوس، امکان بوتي مدرن و پيشرفته را در اختيار تمامي سيستم‌ها قرار مي‌دهد.
تاريخچه UEFI
ايده اوليه UEFI نخستين بار اواسط دهه 1990 ميلادي به طور مشترک توسط Intel و HP در سروري که توسط HP ساخته شده بود و از پردازنده‌هاي ايتانيوم اينتل استفاده مي‌کرد، به کار گرفته شد. در آن زمان به دليل محدوديت‌هاي بايوس، مثل استفاده از مد 16 بيتي پردازنده، يک مگابايت فضاي قابل آدرس‌دهي و ساير محدوديت‌هاي سخت‌افزاري که براي يک سرور رده بالا غير قابل قبول بود، آنها را مجبور به طراحي بايوس جديدي به نام Intel Boot Initiative کرد که بعدها به EFI تغيير نام داد.
در سال 2005 انجمن UEFI تأسيس شد و در حال حاضر مسئوليت توسعه و استانداردسازي آن را بر عهده دارد.
نسخه 2.1 مشخصات UEFI در ژانويه 2007 منتشر شد. نشاني اينترنتي اين انجمن www.uefi.org است. امروزه شرکت‌هاي معتبري همچون
AMD، AMI، Apple، Dell، HP، IBM، Insyde، Intel، Lenovo، Microsoft و Phoenix از اعضاي فعال انجمن UEFI‌ هستند.
تفاوت EFI و UEFI چيست؟
مشخصات UEFI براساس مشخصات EFI نسخه 1.10 که اولين بار توسط اينتل منتشر شد، در نظر گرفته شده و البته تغييرات و بهينه‌سازي‌هايي نيز در آن اعمال شده است. اينتل به انجمن UEFI اجازه استفاده از مشخصات EFI 1.10 را داد و در عين حال مشخصات EFI 1.10 را به نام خود ثبت کرد و البته هيچ نسخه جديدي هم بعد از آن نداد. پس از آن هر نسخه‌اي که توسط انجمن UEFI منتشر شود، هيچ ارتباطي به اينتل ندارد و مجوز آن متعلق به انجمن UEFI است. انجمن UEFI پيش‌بيني مي‌کند به زودي تمامي سازندگان بايوس، سيستم‌‌عامل، کارت‌هاي افزودني و ... اقدام به طراحي UEFI‌هايي با مشخصات ذکر شده توسط انجمن UEFI نمايند.
چگونه UEFI به بايوس مرتبط مي‌شود؟
UEFI‌ براي استانداردسازي دو وظيفه اصلي بايوس، تلاش مي‌کند:
• رابط بين ميان‌افزار و سيستم‌‌عامل
• راه‌اندازي ابتدايي پلتفرم سخت‌افزاري.
براي اين منظور دو گروه کاري در انجمن UEFI تشکيل شده است.
گروه کاري مشخصات UEFI که اختصاراً USWG ناميده مي‌شود، مشخصات UEFI را تعريف مي‌کند و رابط ميان‌افزار به سيستم‌عامل را مانند وقفه‌هاي نرم‌افزاري و Data Area بايوس را توصيف مي‌کند.
گروه کاري راه‌اندازي ابتدايي پلتفرم که اختصاراً PIWG‌ ناميده مي‌شود، وظيفه توسعه و پيشرفت همکاري متقابل سازندگان ميان‌افزار با توليدکنندگان سخت‌افزار را بر عهده دارد.
UEFI‌ در واقع يک رابط است که مي‌تواند روي بايوس قرار گيرد و يا در سيستم‌هايي که فاقد بايوس هستند، به تنهايي کار بايوس را انجام دهد.
UEFI دو نوع سرويس را تعريف مي‌کند:
Boot Service: شامل کنسول متن و گرافيکي مي‌شود که روي تجهيزات متفاوت قابل اجراست.
Runtime Service: شامل سرويس‌هايي مثل تاريخ، زمان و NVRAM مي‌شود. NVRAM يک نام عمومي براي هر نوع حافظه‌اي است که اطلاعات را به صورت دايمي نگه مي‌دارد و در اين جا اشاره به بايوس دارد.
وظايف انجمن UEFI
انجمن UEFI سه وظيفه اصلي زير را به عهده دارد:
• تعريف مشخصات UEFI
• تعريف مشخصات راه‌اندازي اوليه پلتفرم (PI)
• آزمايش و بررسي استانداردها (SCT)
انواع UEFI
در حال حاضر دو نوع UEFI وجود دارد:
• نوع اول آن در کنار بايوس سنتي قرار مي‌گيرد. يعني همچنان بايوس به همان شکل قديمي وجود دارد و در کنار آن UEFI با امکاناتي متفاوت قرار دارد و کاربر مي‌تواند در صورت نياز UEFI را فعال کرده و از آن استفاده کند.
• نوع دوم فاقد بايوس بوده و UEFI‌ کاملاً جايگزين بايوس مي‌شود. البته هدف نهايي UEFI نيز همين نوع دوم است، اما در حال حاضر به ندرت مي‎توان دستگاهي يافت که UEFI نوع دوم داشته باشد.
تجربه عملي با UEFI
براي تست و بررسي از مادربورد ASUS P7P55D Premium که از UEFI‌ نوع اول برخوردار است را مورد تست قرار داديم.
در حال حاضر شرکت‌هاي مختلف از نام‌هاي دلخواه براي UEFI استفاده مي‌کنند، مثلاً شرکت ASUS آن را Express Gate‌ مي‌نامد و شرکت MSI نيز آن را Click BIOS معرفي مي‌کند. جالب اينکه هر يک از اين شرکت‌ها UEFI خود را با امکانات متفاوتي عرضه کرده‌اند و به خوبي روشن است که فعلاً از استاندارد يکساني پيروي نمي‌کنند (شکل 2).

شکل 2: فعال‌سازي Express Gate‌ در بايوس

شکل 3: صفحه ورود به محيط Express Gate

Express Gate امکاناتي جالب نظير مسنجر Skype، مرورگر اينترنت، بازي آنلاين، پخش موزيک، عکس و ... را در اختيار مي‌گذارد. جالب اينکه پس از روشن کردن سيستم، فقط 7 ثانيه بعد در اينترنت هستيد! بدون اينکه معطل اجراي ويندوز و برنامه‌هاي مختلف شويد.
شکل 4 سايت ماهنامه رايانه‌خبر را در مرورگر Express Gate نشان مي‌دهد.

شکل 4: سايت ماهنامه رايانه خبر در مرورگر Express Gate

سخن پاياني
با توجه به مزاياي فراوان UEFI و تمايل توليدکنندگان به استفاده از آن، به احتمال زياد در سال 2011 اغلب مادربوردها از اين فناوري‌ استفاده خواهند کرد. هر چند در حال حاضر نيز برخي به صورت جسته و گريخته به اين امر پرداخته‌اند.