电脑装机知识：一文搞懂UEFI和BIOS的区别！

在计算机领域中，UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)和BIOS(Basic Input/Output System)是两种关键的启动固件，它们在计算机启动过程中扮演着至关重要的角色。尽管两者都负责初始化硬件并加载操作系统，但它们的功能、特性和使用方法存在显著的差异。本文旨在深入解析UEFI和BIOS的区别，帮助读者更好地理解这两种启动固件，并在装机过程中做出明智的选择。

一、BIOS概述

BIOS，全称基本输入输出系统，是计算机启动过程中的第一个软件，也是计算机硬件与软件之间的桥梁。BIOS驻留在计算机主板上的芯片中，主要负责在计算机启动时进行一系列的初始化过程，包括硬件检测、配置、启动顺序等。

启动过程

BIOS的启动流程相对简单且线性。当按下电源开关时，电源开始向主板和其他设备供电，此时电压还不稳定。在早期的主板上，北桥向CPU发送复位信号，对其进行初始化;电压稳定后，复位信号撤除。而在现代单南桥主板上，则由CPU自身调整电压达到初始化目的。当电压稳定后，CPU在系统BIOS保留的内存地址处执行跳转BIOS起始处指令，开始执行POST(Power-On Self-Test，开机自检)。

POST过程中，BIOS检查系统的必要核心硬件是否有问题，主要是CPU、640K基本内存、显卡是否正常，PS/2键盘控制器、系统时钟是否有错误等。由于POST检查在显卡初始化之前进行，因此在这个阶段如发生错误，是无法在屏幕上显示的，但主板上的报警扬声器会发出声音，根据声音的不同可以大致判断错误所在。

硬件初始化工作完成后，进入更新ESCD(Extended System Configuration Data)阶段。BIOS对存储在CMOS中和操作系统交换的硬件配置数据进行检测，如果系统硬件发生变动，则会更新该数据，否则保持原状不变。ESCD检测或更新结束后，BIOS将完成最后一项工作，即启动操作系统。BIOS根据CMOS中用户指定的硬件启动顺序，读取相应设备的启动或引导记录，引导相应设备上的操作系统启动，进入操作系统后，由操作系统接替BIOS负责硬件和软件间的相互通信。

界面与操作

BIOS通常具有简单的文本界面，用户可以通过按特定的键(通常是DEL、F2或F10)进入BIOS设置界面，进行基本设置和配置。BIOS界面偏向基础，操作较为单一，适合对计算机有一定了解的用户，但对初学者不够友好。BIOS的界面为黑底白字的命令行风格，用户需要使用上下箭头来导航，界面反馈较慢，且仅支持键盘操作，缺乏现代图形化操作的直观性。

容量与引导方式

传统的BIOS由于限制在16位模式下，其容量和功能有限。BIOS只能处理有限的硬件初始化和引导任务，并且通常只能支持2TB以下的硬盘容量。BIOS使用MBR(Master Boot Record)引导方式，它对于硬盘的分区和引导顺序有一些限制。MBR最多支持4个主分区，每个分区容量不能超过2TB，这在现代大容量存储设备上显得局限。

扩展性与兼容性

BIOS相对缺乏扩展性，难以支持新的硬件和高级功能。BIOS适合于较老的Windows版本(如Windows XP及之前的版本)，并且不适合现代大容量存储设备和高分辨率屏幕的设置。

二、UEFI概述

UEFI，全称统一可扩展固件接口，是BIOS的现代替代品。UEFI提供了一种更快、更有效率的启动方式，可以在启动过程中提供更多的功能，如安全启动、网络支持等。它被设计用来满足现代计算机系统的需求，提供更强大的功能和更高的性能。

启动过程

UEFI的启动流程更加智能化和并行化。它在系统加电时执行硬件自检，但硬件初始化可以并行进行，提升了启动效率。UEFI会根据预设的启动路径直接定位操作系统的引导程序，通常比传统BIOS更快捷。

UEFI使用GPT(GUID Partition Table)分区表，支持多达128个主分区，且不受分区大小限制，适合大容量硬盘的使用需求。GPT克服了MBR的一些限制，支持更大的磁盘容量。此外，UEFI支持多线程和并行处理，因此启动速度更快。UEFI能够优化硬件初始化过程，使得开机时间显著缩短。

界面与操作

UEFI界面通常为图形化，用户可以使用鼠标进行操作，设置选项更加丰富。UEFI还允许添加多国语言、图形化菜单和提示信息，便于用户进行设置，界面体验更友好。UEFI支持高分辨率、全彩色图形界面，用户可以更直观地配置选项。

容量与功能

UEFI具有更大的容量，可以支持更多的功能和驱动程序，而不受传统BIOS的限制。UEFI采用64位的方式运行，可以支持更多的功能和技术。UEFI不仅支持硬件初始化和操作系统引导，还集成了许多高级功能，如网络引导、驱动程序集成、诊断工具等，可直接在固件中运行。

安全性

UEFI提供了更强大的安全功能，如安全启动和安全固件更新。安全启动要求操作系统和驱动程序必须通过数字签名认证，以防止恶意软件的启动。这些安全功能可以保护计算机系统的安全性和稳定性，使得用户可以更加放心地使用计算机。

兼容性

UEFI支持最新的硬件和软件标准，广泛兼容现代操作系统(如Windows 10及更高版本、Linux)，并能适应各种存储和显示设备。UEFI适用于大多数现代操作系统，且易于与Linux、Windows等多系统兼容。UEFI支持最新的硬件设备，包括大容量硬盘和高分辨率屏幕等。

三、UEFI与BIOS的主要区别

启动速度与效率

UEFI的启动速度比BIOS更快，因为它采用了更高效的启动方式，可以在短时间内完成更多的初始化工作。UEFI通过预加载启动加载程序的方式，可以在启动时直接加载操作系统，而不需要像BIOS那样通过一系列的启动加载程序来加载操作系统，从而减少了启动时间。

硬盘容量支持

传统的BIOS由于技术限制只支持最大2.1TB的硬盘驱动器，而UEFI则没有这个限制，可以支持更大的硬盘驱动器。这使得UEFI可以更好地适应现代计算机系统中存储容量不断增大的需求。

用户界面与操作

UEFI提供了更方便的用户界面，可以使用鼠标和图形界面进行操作，相比BIOS的命令行界面更加友好。这使得用户可以更加方便地配置计算机的各项参数和设置，提高了计算机使用的便利性和效率。

安全性

UEFI比BIOS提供了更多的安全功能，如安全启动、数字签名等，可以有效地防止恶意软件的入侵。这些安全功能可以保护计算机系统的安全性和稳定性。

扩展性与兼容性

UEFI更具有扩展性，支持更多的硬件和高级功能，如网络引导、安全启动等。UEFI与操作系统、存储设备等的兼容性更好，能够支持更大容量的硬盘以及多分区需求。

四、选择UEFI还是BIOS?

尽管UEFI相比BIOS具有诸多优势，但在某些情况下，用户可能仍然会选择使用BIOS。以下是一些考虑因素：

初学者与简单需求

如果用户对计算机不太了解，或者只需要简单的启动和配置功能，那么BIOS可能是一个更合适的选择。BIOS的界面和操作相对简单，易于上手。

硬盘容量限制

如果用户每个硬盘或分区的容量小于2TB，那么可以使用BIOS。虽然现代硬盘的容量已经远远超过这个限制，但在某些特定的应用场景下，用户可能仍然需要使用小容量的硬盘。

多操作系统支持

BIOS允许在不更改任何设置的情况下运行多个操作系统。这对于需要同时运行多个操作系统的用户来说可能是一个优势。然而，从现代的角度来看，这可能会带来安全风险。

个人偏好

有些用户可能更喜欢使用键盘和基于文本的界面进行操作，而不是使用鼠标和图形用户界面的导航。对于这些用户来说，BIOS可能更符合他们的使用习惯。

总结

UEFI和BIOS在计算机启动过程中都扮演着关键角色，但它们的功能和特性有所不同。BIOS作为传统启动系统，功能较为基础，局限性较多;而UEFI在性能、灵活性、安全性方面显著提升，逐步取代了BIOS。随着计算机硬件的不断发展，UEFI的广泛应用已成趋势，为现代计算机提供了更快的启动速度、更高的安全性和更好的用户体验。在装机过程中，用户应根据自己的需求和偏好选择适合的启动固件。