即將換掉傳統 BIOS 的 UEFI，你懂了嗎？（三）

在前面的文章，我們了解傳統BIOS和新一代UEFI開機流程的差別，看完LKK的傳統BIOS歷經20年不變所帶來的限制與包袱，接下來就要進入實戰的階段了，一起來認識升級UEFI的好處，以及目前有哪些硬體和作業系統可以支援這個新一代韌體。

UEFI的版本發展

最初制定的EFI版本2000年12月的1.02版。在2002年的12月又釋出了加入EFI驅動程式模型的1.10版。於2005年，Intel將此規格提供給負責UEFI開發和推廣的UEFI論壇。為了反映這點，EFI也被更名為UEFI。在大部分的文件資料中，EFI和UEFI講的是一樣的東西。

UEFI論壇在2007年1月釋出2.1版的規範。目前最新公開的版本就是2009年5月發佈的2.3版。概括而論，凡依照UEFI論壇規範，使用C語言寫作的BIOS即為UEFI BIOS。

UEFI BIOS哪裡好？

UEFI是藉由UEFI論壇制定的嚴謹規範來達成標準化，並用模組化之C語言方式的參數堆疊傳遞，藉由動態連結形式所建構出來的系統，相較於使用組合語言的傳統BIOS更易於實作，在容錯和錯誤更正的表現上更加優良，更好開發。UEFI是以32或64位元CPU保護模式執行（也稱為Flat Mode），突破傳統16位元代碼的定址能力，可達到CPU的最大定址空間。

1. 定址空間更彈性

UEFI BIOS利用載入EFI driver的形式，來進行硬體的辨識／控制及系統資源掌控。

傳統BIOS是以真實模式中斷向量的方式增加硬體功能。它要將一段類似於驅動程式的16位元代碼，放置在記憶體0x000C0000至0x000DFFFF之間。這段記憶體空間有限（128KB），因此，當必須放置的option ROM超過128KB時，傳統BIOS便無能為力。

很多時候傳統BIOS的工程師為了解決這類問題，像剛剛提到的介面卡BIOS容量過大，便要想辦法利用可能的排列組合硬擠出空間來放驅動代碼。而重組過程有時不小心造成一些副作用，例如才剛解決的bug，重組後又再發生！也就是說，UEFI BIOS可以更有系統的分配儲存空間，避免使用強制定址。

2. 什麼系統都能用

另外，傳統BIOS的硬體服務程式都是以16位元代碼的形式存在，在增強模式下執行的作業系統想存取這些服務會有困難。因此BIOS提供的服務在現實中只能提供給MS-DOS之類的系統用。

相對的，UEFI系統下的驅動並不是可以直接在CPU執行的代碼，而是用EBC（EFI Byte Code）這種專用於EFI driver的虛擬機器指令，該指令必須在UEFI的DXE階段被解壓縮後翻譯執行。

如此便有更佳的向下相容性，因為EFI driver是彈性的驅動程式模組架構，可不斷的擴充驅動程式及介面，不用重新編寫，所以就無需考慮因系統升級所衍生的相容性因素。

3. 開發維護更容易

加上EFI driver開發簡單，所有的PC零組件廠商都可以參與，就像現代作業系統的開發模式，這樣的模式曾使Windows系統短短幾年就變得無比強大。有了EFI driver，也可以讓顯示卡在開機階段就載入某種程度的功能，進而可以把傳統文字介面為主的BIOS轉成圖形介面。

4. 精簡系統用途大

最後還有EFI Shell，這是個精簡的作業系統，可以讓使用者進行BIOS的更新、系統診斷、安裝特定軟體。有了UEFI BIOS甚至可以播放CD和DVD而不需完全載入OS，EFI driver可以被載入或卸載，連TCP/IP核心程式都可以使用。基於EFI的driver model可使UEFI系統接觸到所有的硬體功能，在進入作業系統之前瀏覽網站不再是天方夜譚，甚至實作起來也非常簡單。總之，對使用者而言，多了一個方便的環境以及華麗的圖形介面，是最明顯的好處。

有誰在用UEFI？

UEFI支援必須藉由軟硬體的相互合作來達成，我們來看看目前市面上流通的產品中，哪些已經採用了UEFI。

支援UEFI的硬體

1. 2006年，蘋果電腦推出第一台使用Intel處理器架構的麥金塔電腦。從此開始用EFI/UEFI framework，而非以往搭載IBM PowerPC處理器的麥金塔電腦用的、發源於Sun Microsystems（昇陽電腦公司）的Open Firmware。

▲ 目前新版的Mac OS X都已經支援UEFI。

2. Intel自家的行動型、桌上型和伺服器電腦主機板自2006年起開始全面轉換為EFI/UEFI BIOS。例如從945系列晶片組開始，Intel的主機板就已經使用了該framework。

3. 此外，2008年開始，許多64位元電腦系統也正式支援EFI/UEFI BIOS。如IBM的x3450伺服器、微星科技具備ClickBIOS的主機板（包括下一篇介紹的EFINITY主機板）、HP筆記型電腦EliteBook系列和平板電腦、HP Compaq筆記型電腦較新的機種。

▲ 微軟到了Windows Server 2008才開始支援UEFI。

支援UEFI的作業系統

1. 早在2000年，Linux作業系統便可以支援EFI，當時是elilo EFIboot loader（開機載體），演化至今是EFI版本的grub。

2. 蘋果電腦到了Mac OS X 10.4（代號Tiger）的Intel版便可以支援EFI。

3. 2002年微軟給Itanium CPU使用的Windows 2000 Advanced Server Limited Edition及Datacenter Server Limited Edition版支援了EFI v1.10規範。後來的Windows Server 2003 for IA-64版和Windows XP 64-bit版本也支援EFI。至於UEFI的支援是從Windows Server 2008和Vista SP1的64位元版本開始，包括Windows 7也只有64位元版完整支援UEFI。

▲ Intel自家的D945PSN主機板。

• 延伸閱讀：
• 即將換掉傳統 BIOS 的 UEFI，你懂了嗎？（一）
• 即將換掉傳統 BIOS 的 UEFI，你懂了嗎？（二）
• 即將換掉傳統 BIOS 的 UEFI，你懂了嗎？（四）