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UEFI statt BIOS?

Das BIOS eines PC ist ein Baustein, der in seiner ursprünglichen Form bereits seit dem ersten IBM-PC im Jahre 1981 existiert. BIOS steht für Basic Input Output System, was nichts anderes heißt als „grundlegendes Eingabe-/Ausgabe-System“. Es handelt sich um eine nicht mehr ganz zeitgemäße Systemroutine, die in Form eines Chips auf der Hauptplatine eines Rechners integriert ist. Nunmehr ist die Ablösung in Sicht.

Das BIOS ist kein Bestandteil des Betriebssystems. Es wird vielmehr nach dem Einschalten des Rechners automatisch geladen, bevor überhaupt eine Komponente des Betriebssystems installiert wird. Das BIOS muss alleine schon deswegen unabhängig vom Betriebssystem sein, weil es das Bindeglied zwischen Betriebssystem und Hardware darstellt.

BIOS eines PC

Zu den Aufgaben des BIOS zählen:

• Initialisierung der Hardware-Komponenten.
• Durchführung eines Selbsttestes namens POST (POST ist eine Abkürzung für: Power on Self Test, zu Deutsch: Selbsttest nach dem Einschalten). POST ist ein Bestandteil des BIOS und überprüft die wesentlichen Hardwarekomponenten. Dabei geht das Programm wie folgt vor:
  • Test des Prozessors
  • Bilden einer Prüfsumme zur Fehlerkontrolle
  • Überprüfung weiterer Komponenten der Hauptplatine
  • Überprüfung von Systemerweiterungen
• Hat das Testprogramm keine Fehler entdeckt, sucht es im Bootsektor des Datenträgers, von dem das Betriebssystem geladen wird, nach dem Urlader. Das BIOS übergibt die Kontrolle über das System an dieses Programm, das dann wiederum die Bestandteile des Betriebssystems lädt (bootet).
• Entdeckt POST Fehler, z. B. durch eine nicht angeschlossene Tastatur, erscheint eine Fehlermeldung. Außerdem stoppt der Selbsttest. Die Fehlermeldung muss nicht unbedingt in optischer Form durch eine Bildschirmmeldung erfolgen. Wesentlich häufiger erklingt aus dem Systemlautsprecher ein akustisches Signal.
• Auch nach dem Laden des Betriebssystems stellt das BIOS eine Reihe von Routinen bereit, auf die das Betriebssystem oder Anwendungsprogramme zurückgreifen können.

Das BIOS kann über diverse Einstellmöglichkeiten den Systemablauf beeinflussen. Es ist leicht vorstellbar, welchen Einfluss das BIOS auf den Datendurchsatz eines Rechners hat. Daher ist das BIOS nicht mehr so unabänderlich, wie noch zu Beginn der PC-Ära. Ein Update des BIOS ist möglich.

Trotz intensiver Weiterentwicklung und Ausbau seiner Funktionen wird das BIOS den Systemanforderungen moderner Systeme nicht mehr gerecht. Ein Beispiel hierfür sind die Probleme beim Einbinden der modernen Festplatten mit 3 Terabyte Speicherkapazität oder mit 64-Bit-Systemen. Daher drängt seit geraumer Zeit eine Initiative mehrerer Hard- und Softwarehersteller wie z.B. Intel, AMD und Microsoft auf eine Nachfolgelösung. Diese Firmen haben sich mit anderen Unternehmen in der Gemeinschaftsinitiative UEFI zusammengeschlossen mit dem Ziel, den Bootprozess zu modernisieren (weitergehende Informationen: http://www.uefi.org).

UEFI (United Extensible Firmware Interfaxe, Vereinheitlichte erweiterbare Firmware-Schnittstelle) soll als Nachfolger des betagten BIOS zukünftig das zentrale Bindeglied zwischen den einzelnen Komponenten eines Rechners und dem Betriebssystem bilden.

Welche Vorteile bietet UEFI?

• Die Systeme starten deutlich schneller als unter einem BIOS.
• Die Beschränkung auf Festplattengrößen von 2 Terabyte fällt weg. Hierzu eine kleine Erläuterung. Das BIOS lädt nach dem Selbsttest den ersten Sektor der Festplatte, den so genannten MBR (Master Boot Record), in den Arbeitsspeicher. Dieser besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Maschinencode im vorderen und einer Partitionstabelle im hinteren Teil. Der Maschinencode sucht in der Partitionstabelle nach der aktiven Partition und lädt den ersten Sektor, den so genannten „Boot-Sektor“, in den Arbeitsspeicher. Der Boot-Sektor enthält ebenfalls einen Code, der Teile des Betriebssystems startet.
• Die Partitionstabelle enthält die Daten über die Aufteilung des Datenträgers, wobei jeder Eintrag nur eine Größe von 32 Bit hat. Die Größe der Sektoren ist auf 512 Byte beschränkt. Damit sind wir bei einer maximalen Festplattengröße von 2 Terabyte angelangt, die sich nur trickreich umgehen lässt. UEFI hingegen setzt auf eine Nachfolgetechnologie mit der Bezeichnung GPT (GUID Partition Table). Dort werden die Daten mit 64 Bit adressiert, womit Festplatten bis zu 8192 Exabyte (was gut 8 Milliarden Terabyte bedeutet) verwaltet werden können.
• Eine BIOS-Emulation namens CSM (Compatibility Support Module) erlaubt auch den Betrieb von Produkten, die auf BIOS-Funktionen zugreifen.
• Eine UEFI-Shell erlaubt den Betrieb von eigenen Anwendungen.
• UEFI erlaubt die Einbindung von Treibern, so dass die nicht mehr vom Betriebssystem geladen werden müssen. Das erlaubt letztendlich die Entwicklung von betriebssystemunabhängigen Treibern. Benutzer, die mehrere Betriebssysteme auf ihren Rechnern betreiben, werden diese Funktion zu schätzen wissen.

Und wo bleibt UEFI? Nun, Apple stattet schon seit einigen Jahren, bedingt durch den Wechsel zu Intel-Prozessoren, Rechner mit UEFI aus. In diesem Jahr ist auch der große Durchbruch auf dem Windows-Markt zu erwarten. Diverse Hersteller von Motherboards jedenfalls haben bereits die Markteinführung entsprechender Platinen angekündigt.