Des BIOS neue Kleider

UEFI-BIOS

Die Struktur von UEFI

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Windows 7 und Windows 8 unterstützen noch ein herkömmliches BIOS. Das CSM in UEFI erlaubt die Installation älterer Betriebssysteme.

Im Prinzip besteht ein UEFI-BIOS aus zwei Komponenten, für die auch zwei unterschiedliche Spezifikationen existieren: der UEFI Platform Initialization (PI) und dem eigentlichen Unified Extensible Firmware Interface (UEFI).

Die erste Komponente ist für einen sicheren Boot und die Initialisierung von CPU, Chipsatz und Mainboard zuständig, die zweite für das Laden der UEFI-eigenen Gerätetreiber, die UEFI-Interfaces und das Laden des Betriebssystems oder von Pre-Boot-Tools.

Das UEFI-Treiber-Modell macht es möglich, beim Start des Rechners zunächst nur die für den Boot absolut notwendigen I/O-Geräte zu aktivieren, was den Start des Betriebssystems erheblich beschleunigt. Die restlichen Geräte werden dann bei Bedarf erst durch das Betriebssystem aktiviert.

Bei einem traditionellen BIOS müssen PCI- oder PCI-Express-Erweiterungskarten über ein groß dimensioniertes ROM verfügen, das separate Treiber für alle unterstützen Prozessorarchitekturen enthält. Eine UEFI-Firmware enthält dagegen einen EFI Byte Code (EBC) Interpreter.

Daher muss das ROM der Erweiterungskarte nur noch ein kompaktes EBC-Image enthalten, das auf allen Systemen mit UEFI-Firmware läuft. Bei zukünftiger Hardware, die ein traditionelles BIOS nicht mehr unterstützen müssen, können so die Option-ROMs auf den Karten kleiner ausfallen, zudem ist die Unterstützung verschiedener Plattformen mit unterschiedlichen Prozessorarchitekturen einfacher.

Über eigene Gerätetreiber kann eine UEFI-Firmware auf Komponenten wie Grafikkarte, Eingabegeräte oder Laufwerke zugreifen, was eine komfortable Bedienung mit einer grafischen Benutzeroberfläche bei hoher Display-Auflösung ermöglicht.

Statt VGA wird für die grafische Darstellung der Setup-Screens ein neu entwickeltes Graphical Output Protocol (GOP) genutzt, das höhere Auflösungen, Farbtiefen und vor allem auch mehrere Grafikadapter in einem Rechner unterstützt. Allerdings gibt es auch noch UEFI-Firmwares, deren textbasierter Setup-Screen dem eines traditionellen BIOS gleicht.

Mit der Unterstützung von Hot Plug Events ist ein Zugriff auf USB-Geräte wie etwa Keyboards oder Mäuse möglich, die nach dem Einschalten des Rechners eingesteckt werden, eine Fähigkeit, die ein traditionelles BIOS nicht hat. Auch der einfache Zugriff auf USB-Wechseldatenträger ist auf diesem Weg möglich. Zudem stellt UEFI einen kompletten Netzwerk-Stack für IPV4 und den neuen Standard IPV6 bereit.

Shell, Applikationen, Bootmanager

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Über den Setup-Screen einer UEFI-Firmware können auch EFI-Applikationen aufgerufen werden. Sie können auch auf der Festplatte liegen.

Da UEFI einen größeren Speicher als 1024 KByte adressieren kann, können Applikationen wie Hardware-Test-Tools oder Flash-Programme einfach integriert werden. Durch die Netzwerkunterstützung können Firmware-Updates auch direkt vom Server des Mainboard-Herstellers geladen werden.

Einige Hersteller wie MSI haben sogar einfache Spiele in die UEFI-Firmware integriert, sogar Browser sind möglich. Diese Applikationen, sie sind an der Dateiendung .EFI erkennbar, müssen nicht unbedingt im Flash-ROM angesiedelt sein, sondern können auch von einem reservierten Bereich der Festplatte oder anderen Datenträgern geladen werden. Als Dateisystem wird nur vFAT unterstützt.

Der Bootmanager ist bei UEFI-Systemen ebenfalls eine UEFI-Applikation, die Notwendigkeit eines separaten Bootloaders entfällt. Auf Windows-UEFI-Systemen wird der Windows-Bootloder in einer UEFI-Version installiert, die Bearbeitung des Bootmenüs erfolgt wie gewohnt mit BCDEdit.

Zudem existiert mit der EFI Shell eine textbasierte, DOS-ähnliche Benutzeroberfläche, über die man auf das UEFI-Dateisystem zugreifen und UEFI-Applikationen starten kann.

Kommandos können auch über Skripte aufgerufen werden, was das Management vor allem im Business-Bereich erleichtert. Wichtig für Server ist die Möglichkeit, auch über ein Netzwerk auf den Konfigurations-Screen oder die Shell einer UEFI-Firmware zugreifen zu können.

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