Następca BIOS-u (U)EFI przez długi czas nie był tematem, ale wraz z rynkową premierą Windows 8 uderza jak bomba w każde forum pomocy technicznej. Rzucamy trochę światła na UEFI, Secure Boot, CSM, GPT, MBR i inne oraz służymy pomocą, gdy kolejne systemy nie chcą się uruchomić.

BIOS – stary jak świat

System BIOS (Basic Input Output System) towarzyszy użytkownikom komputerów PC od ponad 30 lat i przez ten czas prawie nie stracił swojego przestarzałego uroku. Czarno-białe menu od lat dominuje na ekranach z mało sensownymi pustyniami tekstowymi, które również różnią się w zależności od producenta.

A jednak BIOS jest jedną z najważniejszych kluczowych funkcji komputera. BIOS dosłownie tchnie życie w komputer i inicjalizuje urządzenia, aby następnie mógł wystartować system operacyjny. Wraz z rosnącą złożonością płyt głównych, procesorów, urządzeń pamięci masowej i tym podobnych, możliwe funkcje i ustawienia w BIOS-ie stają się coraz większe. Wystarczy pomyśleć o orgiach tuningowych z przeszłości z mnożnikami i timingami pamięci lub różnymi trybami pracy ATA kontrolerów dysków twardych.

W międzyczasie jednak BIOS może tylko z trudem uwzględniać współczesne wymagania stawiane systemom. Przykładem może być ograniczenie BIOS-owego schematu partycjonowania Master Boot Record (MBR), który oferuje tylko 4 partycje główne i nie jest w stanie obsłużyć dysków twardych o pojemności większej niż 2 TB jako napędu startowego.

Koniec starych rozwiązań – UEFI

Tak pomyśleli różni producenci sprzętu, jak Intel, i wymyślili Extensible Firmware Interface (w skrócie EFI). Powinien on być znacznie łatwiejszy w obsłudze niż dotychczasowy BIOS, oferować graficzny interfejs użytkownika i bezpośrednio dostarczać sterowniki np. do kart sieciowych czy myszki, aby wykorzystać możliwości diagnostyczne. Ponadto skupiono się na dopiero powstających systemach 64-bitowych.

Przy udziale takich firm jak Intel, Microsoft, AMD i HP, EFI przekształcił się następnie w UEFI, co jest skrótem od Unified Extensible Firmware Interface.

Zadanie UEFI nie zmieniło się w porównaniu do BIOS-u: Stanowi on interfejs między sprzętem a systemem operacyjnym, ale oferuje szereg innowacji i zalet w stosunku do poprzedniego BIOS-u:

• Zastosowanie dla systemów 64-bitowych (tylko)
• Zintegrowany menedżer rozruchu
• Nowy schemat partycji GUID Partition Table (GPT), który może być uruchamiany z dysków twardych o pojemności powyżej 2 TB i oferuje znacznie więcej partycji
• Moduł sieciowy
• Możliwość integracji sterowników, które następnie nie muszą być już ładowane przez system operacyjny
• Możliwość rozbudowy i dodatkowe funkcje, takie jak Digital Rights Management (DRM)
• Własny wiersz poleceń do diagnostyki

Aktualna specyfikacja UEFI to 2.4, która oferuje również funkcję zwaną „Secure Boot“, która sprawia problemy zwłaszcza w systemach Windows 8, gdy chcemy dodatkowo uruchomić inne systemy.

Kontrolka BIOS-u

Systemy UEFI oferują również emulację BIOS-u o nazwie Compatibility Support Module (CSM), która odegra ważną rolę w dalszej części artykułu. W tym trybie system zachowuje się jak komputer z BIOS-em.

Źródło obrazu: MSDN Blog, Windows 8, UEFI Support

GPT?

Wraz z UEFI pojawia się również GUID Partition Table (GPT). Windows uruchamia się w trybie UEFI TYLKO z partycji GPT.

Aby wyjaśnić różnice, najpierw przedstawimy tutaj schemat Master Boot Record (MBR).

Partycje MBR są obecnie nadal najbardziej rozpowszechnione i używane przez wszystkie 32-bitowe systemy operacyjne. Dysk twardy składa się z maksymalnie 4 partycji, z których jedna może być partycją rozszerzoną, która z kolei zawiera partycje logiczne.

Partycja podstawowa, oznaczona jako „aktywna“, jest ładowana przez główny rekord rozruchowy i zawiera menedżera rozruchu, który z kolei jest niezbędny do uruchamiania systemów operacyjnych.

Źródło obrazu: Technet Microsoft

MBR oferuje jedynie wsparcie dla dysków twardych o pojemności do 2 TB, co powoli staje się problemem, gdyż od pewnego czasu dostępne i przystępne cenowo są dyski 3 TB.

Partycje GPT mają w średniej perspektywie zastąpić partycje MBR.

Zawierają one partycję systemową EFI (ESP), partycję zarezerwowaną przez Microsoft (MSR), a następnie do 128 partycji podstawowych w systemie Windows; partycje rozszerzone natomiast już nie istnieją.

Źródło obrazu: Technet Microsoft

ESP jest zwykle oznaczona jako System, a MSR jako Reserved. ESP zawiera kod rozruchowy, MSR jest zarezerwowany przez Microsoft do przyszłego użytku, ale nie ma przeznaczenia do Windows 8 włącznie.

Więcej informacji na ten temat można znaleźć w artykule Technetu Podstawowe informacje o partycjach dyskowych.

GPT oferuje również nieco większe bezpieczeństwo, ponieważ na przykład tablica partycji jest przechowywana na początku i końcu nośnika danych i może być przywrócona za pomocą sum kontrolnych.

Jeśli przeglądasz partycje GPT za pomocą programu, który może obsługiwać tylko partycje MBR, zobaczysz tylko jedną partycję. Dzięki tej udawanej partycji GPT chroni się przed starymi programami, które nie znają GPT i mogłyby wtedy ewentualnie pokazać dysk jako pusty.

Konwersja

Konwersja z MBR na GPT i odwrotnie nie działa bez utraty danych. Użyj diskpart i list disk, aby wybrać właściwy dysk z select disk ID. Clean usuwa dysk i convert gpt lub convert mbr następnie konwertuje odpowiednio schemat.

Więcej partycji

Oprócz pokazanych powyżej partycji na nośnikach MBR i GPT istnieje jeszcze partycja na kod startowy systemu Windows, jeśli partycja systemowa jest zaszyfrowana Bitlockerem. W Windows 7 ma ona rozmiar 100 MB (patrz też artykuł „Tajemnica partycji 100 MB w Windows 7“). W Windows 8 jest to już 350 MB, ale zawiera również środowisko awaryjne Windows Recovery Environment, które do Windows 7 znajdowało się również na partycji Windows w folderze „Recovery“.

Samodzielne sprawdzenie

PC sprzedawany z Windows 8 na pewno będzie działał w trybie UEFI, bo tak nakazuje Microsoft.
Potwierdza to również program diagnostyczny Windows 8 msinfo32, który następnie pokazuje UEFI w pozycji „Metoda uruchamiania“.

Jednak UEFI jest na rynku nie tylko od Windows 8. Możliwe, że własny komputer działa już z UEFI bez zauważenia przez użytkownika. Wyraźnymi oznakami tego jest graficzny interfejs użytkownika zamiast tekstowych menu znanych z czasów BIOS-u lub nawet tylko obsługa za pomocą myszki.

Jeśli twoje dyski są ustawione ze schematem partycji GPT, jest to pewny znak UEFI, gdyż systemy BIOS działają tylko według standardu MBR. Możesz to sprawdzić za pomocą programu Diskpart, korzystając z polecenia list disk.

Właściwości woluminu dysku w menedżerze urządzeń lub zarządzaniu dyskami również ujawniają, czy jest to system GPT, a więc UEFI.

Wraz z Windows 8 przyszedł horror w postaci Secure Boot?

Microsoft wymaga, aby kompletne systemy Windows 8 były dostarczane z UEFI, co ma sens przy 64-bitowych kompletnych systemach sprzedawanych prawie wyłącznie. Jednak błąd polega na tym, że Microsoft wymaga również aktywacji Secure Boot.

Ma to zapobiec uruchamianiu niepodpisanego, a więc potencjalnie niebezpiecznego kodu. To co tak ładnie brzmi jak „bezpieczeństwo“ powoduje spore problemy: Tylko Microsoft przypisuje sygnaturę. Wiele darmowych systemów operacyjnych, LiveCD, a nawet Windows 7 nie ma podpisu i dlatego nie może się uruchomić na systemach z aktywowanym Secure Boot.

Mniej znany jest fakt, że funkcję Secure Boot można wyłączyć w UEFI na prawie wszystkich systemach. Windows 8 będzie wtedy dalej robił swoje. Jednak systemy, które obsługują UEFI, ale nie Secure Boot, mogą teraz również startować.

Sztuką jest teraz znaleźć miejsce, w którym można wyłączyć Secure Boot. Pomocne mogą być strony takie jak Bios-info.de lub zwykłe wyszukiwanie w Google z terminem Secure Boot i producentem płyty głównej. Albo jest tam wpis „Secure Boot“, albo „OS Select“ z wpisami Windows 8 i „Other“. W tym przypadku Secure Boot byłby dezaktywowany za pomocą „Other“.

Źródło obrazu: Artykuł Heise: Firmware płyty głównej dla UEFI Secure Boot

W systemie Windows 8 można sprawdzić w rejestrze, czy Secure Boot jest aktywny: Klucz HKLM Aktualny stan Sec ure Boot zawiera wartość DWord UEFISecureBootEnabled, która ma zawartość „1“, jeśli Secure Boot jest aktywny i „0“ w przeciwnym wypadku.

Multiboot – prosty

Dla większości użytkowników posiadających tylko jeden system, UEFI i Secure Boot nie stanowią dużej przeszkody. Niektóre dystrybucje Linuksa, takie jak Fedora od wersji 18, Open Suse od 12.3 czy Ubuntu od 12.04.2, również obsługują Secure Boot, polegając na podpisanym przez Microsoft boot loaderze o nazwie Shim.

Ważne jest tu jednak, że Windows 8 jest w każdym przypadku pierwszym systemem na dysku twardym GPT. W zasadzie menedżera rozruchu UEFI nie obchodziłoby, gdzie który system się znajduje. Jednak, jak można przeczytać w sieci, może to spowodować awarię systemu Windows podczas instalacji.

Multiboot – przebiega następująco

Jeśli w grę wchodzą inne systemy operacyjne, takie jak Windows 7, które nie mają podpisanego bootloadera, należy najpierw wyłączyć Secure Boot. Dzięki temu można bez problemu uruchomić i zainstalować systemy kompatybilne z UEFI (wszystkie wersje Windows od Visty, 64 bit) oraz inne pochodne Linuksa.

Menedżer rozruchu UEFI

W przeciwieństwie do klasycznych instalacji MBR, systemy UEFI nie mogą już wzajemnie niszczyć swojego menedżera rozruchu, gdyż UEFI samo przejmuje to zadanie. W tym celu każdy system operacyjny podczas instalacji zapisuje w pamięci CMOS identyfikator UEFI i w ten sposób oferuje wybór przy uruchamianiu.

Dzięki takim narzędziom jak EasyBCD można również przeglądać, edytować i usuwać wpisy UEFI.

Multiboot i 32 bit – problematyczne

Uważny czytelnik mógł zauważyć, że we wcześniejszym rozdziale mówiliśmy tylko o systemach 64-bitowych. Prawidłowo! UEFI może być używane tylko na systemach 64-bitowych. To generalnie wyklucza multiboot z np. Windows 7 w wersji 32-bitowej. Nie tylko brak przydatności UEFI staje się tutaj problemem. Nośniki danych GPT również nie nadają się jako nośniki startowe dla Windows 7.

Poniższa tabela powinna to nieco wyjaśnić:

System operacyjny.	Odpowiedni dla UEFI	Odczytywanie GPT w trybie CSM	Instalacja na GPT
Windows 8 x64	tak	tak	tak
Windows 8 x86	nie	tak	nie
Windows 7 x64	tak	tak	tak
Windows 7 x86	nie	tak	nie
Windows Vista x64	tak	tak	tak
Windows Vista x86	nie	tak	nie
Windows XP	nie	nie	nie

Wynika z tego jasno, że np. Windows 7 32 bit nie może być zainstalowany w trybie UEFI ani znaleźć domu na partycji GPT.

Przy planowaniu systemów multiboot należy więc wziąć to pod uwagę, gdyż Windows 8 zainstalowany w trybie UEFI nie uruchamia się w trybie CSM, a Windows, który ma być zainstalowany w trybie CSM (BIOS) oczekuje dysku twardego według schematu MBR.

W przypadku sporadycznego korzystania ze specjalnych płyt/pendrive’ów diagnostycznych, które nie oferują obsługi UEFI i obowiązkowo wymagają trybu CSM, „przełączanie“ ręcznie może być jeszcze wykonalne, ale nie w przypadku prawdziwego multiboota z różnymi systemami.

Prosty środek zaradczy – żegnaj UEFI

Istnieje prosty trik, który pozwoli uniknąć wszystkich problemów: Nie używaj jako dysku startowego dysku większego niż 2 TB. Wtedy możesz postawić system w trybie CSM i bez problemu zainstalować wszystkie systemy operacyjne, ale wtedy musisz obejść się bez zalet GPT, takich jak maksymalna liczba 128 partycji pod Windows, ponieważ systemy w trybie CSM nie startują z nośników danych GPT, tylko je odczytują (patrz tabela powyżej). Windows 8 nie będzie szybszy ani stabilniejszy na systemie w trybie UEFI. Z drugiej strony może być możliwe dalsze korzystanie ze starszych licencji 32-bitowych Windows, a także dalsze korzystanie ze znanych narzędzi do obsługi dysków twardych i obrazów, które mogą nie być kompatybilne z GPT.

Jeśli jednak zainstalowałeś już Windows 8 w trybie GPT, musisz najpierw zapisać wszystkie dane, ponieważ konwersja nie jest do końca trywialna, a także kończy się niepowodzeniem, ponieważ struktury partycji GPT nie można zmienić 1:1 na schemat MBR. Dla osób, które nie boją się sporego wysiłku i pracy ręcznej, polecamy artykuł „Volle Kraft zurück“ (Full power back) z numeru 15/2013, w którym szczegółowo opisano, jak przekonwertować system Windows 8 zainstalowany na GPT/UEFI do środowiska MBR.

Instalacja średnia lekka

Na koniec ważna uwaga: wiele „płyt CD z odzysku“ i „nośników danych z odzysku“ nie jest pełnoprawnymi nośnikami instalacyjnymi i nie pozwala na pełnoprawną reinstalację. Do ponownej instalacji systemu Windows bezwzględnie potrzebny jest pełny nośnik instalacyjny.

Nawet wersja Windows 8 do pobrania nie oferuje żadnego bezpieczeństwa, jak pokazuje artykuł Creating a Windows 8 Setup DVD with UEFI Support.

Alternatywna maszyna wirtualna

Jeśli tylko od czasu do czasu potrzebujesz starego 32-bitowego systemu, lepszym wyborem jest maszyna wirtualna, w której system operacyjny działa (tam potem jak mu się podoba). Wprowadzenie do różnych rozwiązań wirtualizacyjnych, a także informacje o Hyper-V z Windows 8 znajdziesz w kolejnych artykułach:

Wirtualizacja z Hyper-V pod Windows 8
Windows Virtual PC i tryb XP pod Windows 7 – wymagania, możliwości, alternatywy
Tryb XP pod Windows 8 z VMLite