一个时代结束：英特尔2020年之前淘汰PC BIOS

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月初时，UEFI论坛（Unified Extensible Firmware Interface）召开Plugfest会议，它是一个专注硬件互操作测试的会议，英特尔在会上宣布说，2020年之前将会淘汰彻底淘汰PCBIOS，全面向UEFI固件过渡。

BIOS就是“基本输入/输出系统（BasicInput/Output System）”，它是一小段代码，植入PC主板，负责处理硬件的基本初始化、启动任务。当我们启动PC时，首先就是BIOS检测硬件，比如装有多大容量的内存，查看硬件是否健康，看看键盘有没有插上，检查完之后就会加载操作系统，运行系统。如果系统正在运行，BIOS就会提供一些基本系统服务，比如接收键盘输入指令，在屏幕、硬盘上阅读/书写内容。

1981年，IBM推出第一台PC，当时BIOS就是PC的关键部分。如果企业想开发兼容PC的系统，必须让系统兼容BIOS，为软件提供相同的系统服务。如果不这样做，PC软件就无法在它们的机器上流畅运行。在早期阶段，PC克隆公司必须对BIOS实施逆向工程，而且在兼容方面做得不是很好。没几年，固件公司Phoenix推出一个稳定、精准的逆向工程BIOS，授权给第三方使用，这样就可以大规模生产PC克隆机了。

IBM PC的BIOS与英特尔X86处理器关系密切，它用处理器的16位实模式运行，固件本身一般用汇编程序书写。

在过去几年里，BIOS服务的地位不断下降。因为使用的是16位实模式，BIOS运行相当慢，1990年代，386推出，PC操作系统开始向32位保护模式转移，PC用自己的32位驱动访问硬件，不再使用BIOS系统服务。制造商渐渐将BIOS功能放进初始系统启动程序，将任务交给运行的OS来处理。

因为BIOS是与X86配套的，也就是说其它平台会有自己的固件，这些固件无法兼容，比如SUN公司的SPARC芯片、苹果/IBM/摩托罗拉PowerPC芯片。2000年代初，英特尔开发推广ItaniumIA64处理器，它需要新固件，因为X86 BIOS明显已经过时了。英特尔没有从其它非X86固件借用技术，或者拓展技术，它为IA64机器开发了EFI（Extensible Firmware Interface）。

在X86机器上，BIOS一直苟延残喘，延续至2000年代。最终，由于BIOS表现差、功能有限、可维护性差，所以英特尔及PC产业的其它企业开始寻找其它技术。EPI开始支持32位和64位X86系统（还有其它企业也支持EPI，比如ARM机器），此时，技术有了一个新名字，那就是UEFI。

2007年左右时，PC操作系统渐渐支持UEFI。当时微软推出了64位X86版Windows Vista Service Pack 1系统，支持UEFI启动。2011年英特尔推出Sandy Bridge处理器，PC硬件开始向UEFI转移。到了今天，UEFI无处不在，基本上所有X86系统芯片都支持UEFI，不是BIOS。

虽然硬件公司起步晚一些，不过UEFI早期研发取得一些成绩，硬件公司可以将成果利用起来。例如，微软的Surface硬件可以直接从固件安装/恢复裸机操作系统，有网络就行。如果是BIOS，要做到是不可能的。还有，UEFI的启动速度比BIOS快很多。

既然英特尔决定在2020年之前弃用BIOS，那么它准备怎么办呢？我们现在处于过渡期。虽然所有新硬件和操作系统都支持UEFI，但是老操作系统不支持啊，比如DOS、比Windows 7还老的32位Windows、比Vista还老的64位Windows。还有，一些硬件设备与BIOS高度关联。旧BIOS有一个名叫OptionROM的扩展系统，有了它，BIOS系统服务才能识别插件硬盘控制器。和BIOS一样，Option ROM也是用16位实模式X86代码编写的。

第一代UEFI固件只支持BIOS兼容程序界面，这样就可以无缝搭配需要BIOS的硬件和软件。后来的UEFI固件开始提供UEFI本地接口。如何应付这种局面？旧操作系统用BIOS启动，旧硬件仍然支持BIOS，这是一个问题。新固件可以用BIOS兼容模式运行，植入CSM（Compatibility Support Module）就可以了。安装CSM之后，现代系统可以启动旧软件、支持旧硬件。如果没有CSM，只能运行UEFI原生硬件和软件。

今天，大多PC出货时都会禁用CSM，许多时候只是作为备用选项。也有许多独立主板推出，供装机用户使用，里面的CSM是激活的，当然，CSM也可以关闭。为什么会有这样的不同呢？如果想在机器上贴上Windows Logo，必须获得微软的认证，微软用Secure Boot识别，还对硬件提出具体要求。有些恶意软件会入侵系统磁盘，Secure Boot可以阻挡此类恶意软件，不过只有CSM关闭时SecureBoot才能运行。正因如此，有许多OEM PC出货时贴有Windows兼容标志，CSM是关闭的。装机用户一般不会在意，所以出货时主板选择CSM模式，这种模式兼容性更强，但是安全性弱一些。

现在英特尔计划全面抛弃CSM。这样一来硬件就会简单很多，因为不需要验证CSM是否关闭；当开发者开发新网卡、磁盘控制器、视频卡时，不必因为用户想在新硬件上运行老软件就提供Option ROM。如何运行老软件，可以交给虚拟机或者其它老式模拟技术。

展望未来，淘汰CSM可能还会刺激英特尔淘汰另一门老技术。即使是英特尔最新最好的处理器，比如28核56线程Platinum 8180M（定价13011美元），启动时也跟16位8086芯片一样慢，用的是古老的16位处理模式。将BIOS和CSM剔除，英特尔就可以清理这些老处理器模式。

一直有传闻说，未来的X86处理器会清除一些老技术，它可能会推出纯32位、64位处理器，不再兼容16位技术，这样就可以将BIOS完全从UEFI清理出去。（此文为转载）