UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)

Published on June 17, 2019 / Florian Krumm

 

 

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UEFI logo

 

개요

 컴퓨터 BIOS*를 대체하는 64비트 기반 펌웨어 규격

 

 

상세 내용

UEFI의 적용

 1990년대 중반부터 미국의 종합 반도체 회사인 인텔(Intel Corporation)에서 개발해 EFI(Extensible Firmware Interface)라는 이름으로 2001년 출시한 아이테니엄(Itanium) 시리즈에 최초 적용되었고 2005년에 UEFI 포럼을 발족하면서 EFI에서 UEFI로 이름이 변경되었다. 본격적으로 적용되기 시작한 것은 인텔에서 2011년 출시한 샌디브리지(Sandy Bridge)와 경쟁사인 AMD에서 2009년 출시한 패넘 2(Phenom II), 2011년 출시한 FX부터 메인보드 제조사들이 적용하기 시작했다.

 

Intel CPU Core i7 2600K Sandy Bridge perspective

 

AMD Phenom II X4 840

 

BIOS와 차이점

 BIOS는 x86*의 가장 단순한 모드인 16비트에서 동작하며 부트 로더*와 확장 카드들의 Option ROM*이 16비트 x86코드가 탑재되어야 했으며 전혀 다른 ISA*를 가진 프로세서를 사용하는 플랫폼과 혼용이 불가능했다. 하지만 UEFI는 x86 뿐만 아니라 64비트 플랫폼에서 네이티브로 동작이 가능하다.

 16비트 코드에서 64비트로 변경되었기 때문에 BIOS 환경에서 CPU가 그래픽 메모리를 최대 256MB까지만 접근 가능했다면 UEFI는 제한이 사라졌고 Fast Boot*, Secure Boot*, 펌웨어 단계에서의 부트로더 관리 등 여러 기능들이 추가되었다.

 사용자가 가장 크게 느끼는 차이점은 부팅 중 펌웨어 설정 진입 시 BIOS가 TUI(Text based User Interface) 기반이라면 UEFI는 GUI(Graphical User Interface) 기반으로 마우스 조작뿐만 아니라 터치 조작도 지원한다. 또한 마이크로소프트 윈도우의 경우 UEFI 모드로 설치되면 부팅 단계에서 윈도우 로고 대신 메인보드 제조사 또는 PC 제조사의 브랜드 로고가 출력되며 윈도우가 로딩된다. 2021년 07월 출시한 윈도 11(Windows 11)의 경우 더 이상 BIOS를 지원하지 않고 UEFI + GPT*만 지원한다. 애플(Apple Inc.)에서는 2001년 출시한 macOS부터 지원한다.

 

Award BIOS setup utility (TUI Sample)

 

제조사

1) American Megatrends International LLC (AMI)
2) Insyde H2O BIOS UEFI
3) Phoenix Technologies
4) Apple
5) TianoCore

 

 

용어

BIOS(Basic Input / Output System)
 컴퓨터 최하층에 존재하는 16비트로 이루어진 소프트웨어로 부팅 전 하드웨어를 한번 초기화하여 사용 준비를 하고, 소프트웨어와 하드웨어 간의 설정 및 정보 전달의 매개 역할을 담당한다. 텍스트 기반의 대표 운영체제인 DOS(Disk Operating System)를 사용하던 때부터 사용된 방식이다.

 

x86
 인텔에서 1978년 개발한 32비트 CPU인 8086에 적용된 아키텍처(Architecture)

 

부트 로더(Boot Loader, 초기 적재 프로그램)
 컴퓨터 운영체제가 시작되기 전에 미리 실행되어 커널(Kernel)이 올바르게 시동되기 위해 필요한 모든 작업을 마무리하고 최종적으로 운영체제를 시동시키기 위한 목적을 가진 프로그램

 

Option ROM(Read Only Memory)
 확장 카드의 ROM에 상주하며 BIOS 부팅 전에 기본 시스템 하드웨어의 테스트 및 초기화 후 BIOS에 장치 지원을 추가하기 위해 실행되는 펌웨어이다.

 

ISA(Industry Standard Architecture)
 1981년 IBM(International Business Machines Co.)의 PC/XT와 PC/AT를 위해 개발된 확장 카드 슬롯의 일종

 

GPT(GUID Partition Table)
 BIOS 적용한 파티션 테이블은 MBR(Master Boot Record)로 주 파티션을 최대 4개까지밖에 못 잡고 그 이상을 나누려면 논리 파티션을 사용해야 한다. 또한 운영체제와 부트로더가 지원하지 않으면 주 파티션에 설치된 운영체제로만 부팅 가능하며 저장장치의 공간이 2.2TB를 넘어서면 초과분은 사용할 수가 없다. GPT를 사용하면 기록 방식이 변경되어 MBR에서의 제한이 없어진다.
 MBR 방식에서 GPT로 변경은 가능하지만 GPT에서 MBR로 변경은 불가능하며 GPT 방식의 디스크를 부팅하려면 UEFI가 필요하지만 MBR방식은 BIOS나 UEFI 구분 없이 사용이 가능하다.

 

GUID Partition Table Scheme

 

Legacy BIOS Boot Process

 

Fast Boot
 기존 USB 부팅디스크나 그래픽 카드 등의 레거시 BIOS 코드의 로드를 생략하고 전용 UEFI Option ROM으로 주변 하드웨어 펌웨어와 Fastboot 기능을 지원하는 운영체제의 코드를 일부 가져와 메인보드 EFI 상에서 빠르게 부팅시켜 부팅 속도를 단축시키는 기능으로 마이크로소프트 윈도우의 경우 Windows 8 이상을 설치했을 때에만 활성화가 가능하다.

 

Secure Boot
 운영체제 부트로더와 드라이버가 검증된 인증서에 의해 디지털 서명되었는지를 검증하여 부팅 과정에서의 보안성을 높이는 기능

 

 

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