PC 3.0時代的BIOS
BIOS在PC的運作上一直扮演多種重要且歷史悠久的角色。計算機開機時,BIOS會測試基本系統功能、啟動并進行核心系統硬件組態,再加載操作系統(OS),以交由OS來控制使用者與計算機之間的互動。同時,BIOS也扮演OS與底層硬件之間的橋梁,并提供某些額外的系統服務。
BIOS當初是針對簡單配備計算機中的DOS所設計的,后來持續因應Windows以及日趨復雜的系統,不斷進行修改,加入許多擴充功能,包括啟動電源自我測試(POST)、電源管理、系統管理,以及支持系統外圍組件的自動仿真與資源分配功能,但事實上,BIOS并未因此改變其運作規模。因為BIOS是針對每部系統的硬件組合量身打造,所以僅會啟動開機流程中相關的核心系統外圍組件 – 包括鍵盤、序列I/O端口、USB、屏幕,以及磁盤接口 ,換句話說,就是讓PC主要還是依賴OS指令以運作所有PC功能。
然而,傳統的PC BIOS已經不符時宜,這個發展長久的傳統組件,導致現有BIOS提供的功能與PC 3.0時代運算需求之間,出現了極大的落差。
以PC制造商為例,若能透過BIOS進行制造測試,業者將因此在制造過程中大幅受益,像是透過網絡即可輕松加載磁盤映像(disk image)、或是執行未經開機程序(non-boot)的硬件,以及不必進入操作系統就進行系統故障的除錯作業。面對每年超過55種系列產品、逾250種不同產品問世的情況,系統研發業者亟需一種高效率的方法來調整BIOS以支持其系統硬件。而傳統的BIOS已無法符合這些需求。
◎業界正積極更新BIOS
在過去幾年,業界出現更新BIOS的熱潮,目標是建置一個統合延伸韌體界面 (Unified Flexible Firmware Interface;UEFI)。UEFI有多個值得推動的目標,包括增加韌體建置時的模塊化功能、使用C語言而非匯編語言(Assembly language),以及提供一個簡化的方法,方便把新技術整合到PC。運用UEFI系統的研發業者,能輕易設定韌體以配合特定的硬件組合,或是支持如開機屏幕等客制化功能,并且把新硬件的驅動程序加入開機程序。UEFI亦可以為PC帶來定義完善的操作系統前運作狀態,讓制造商不必進入Windows操作系統便能執行診斷測試,同時供應各種執行功能。
在過去這段日子,Phoenix已經發揮UEFI程序代碼在模塊化與可延伸方面的效益,快速推出方案,以支持推出更快、更安全的BIOS、最新的產業硬件標準、虛擬化功能、齊備的操作系統前應用程序以及各種工具,讓新客戶的平臺能降低BIOS啟用時間與成本。
雖然UEFI的產業共同愿景是要讓未來的BIOS邁向正確的發展方向,但光是如此還不夠,因為它沒有提供讓新一代的PC BIOS成為「PC 3.0的最佳BIOS」的愿景。它所提供的開啟程序仍限于啟動核心裝置;它建立的執行階段環境還是僅能執行單一操作系統;也就是計算機在出廠之后,仍不能執行操作系統以外的應用程序。
◎未來的BIOS
除了提供UEFI的功能外,新一代的BIOS應是一個在其所扮演的角色內的完全運算平臺。Phoenix相信未來真正的BIOS應是一個完備的韌體平臺,讓PC比現今更加安全,并提升運作速度。BIOS平臺與操作系統之間是平行且相互獨立,在主要應用程序之外(如Windows),BIOS應能支持自己的分層式韌體應用程序。BIOS平臺應有完全的存取權限,能使用PC內所有技術,包括網絡與無線通訊、安全防護、裝置、以及電源管理等組件。BIOS還應提供一個簡單且安全的always-on的操作環境,并支持各種應用程序,當主要操作系統故障或遭遇其它問題時,能立即備援運作。
PC 3.0的BIOS平臺也應解決PC制造商目前所有面臨的問題。不僅延續UEFI目前所有的努力目標,同時亦能延伸至制造時的遠程測試/除錯功能,并改進系統的管理功能,開啟發展新系統功能的大門。BIOS可擴增許多制造選項,例如像在加載主操作系統之前,建立一個完整的運算環境,這讓制造商能完全啟動系統硬件,進行診斷與制造測試,以及加載磁盤映像,完全不必進入操作系統。由于BIOS運算環境在加載操作系統后仍維持運作,故能強化系統的管理功能,提供一個獨立在操作系統之外的系統入口,讓使用者能執行現場除錯程序。
未來的BIOS平臺亦突破傳統產業的視野,開啟創新大門,鼓勵業者開發PC的延伸功能。由于BIOS平臺能獨立于操作系統之外單獨運作,故能擺脫Windows的沉重包袱,同時支持多個應用程序,其中一種可能的應用,是「always-on (永不斷線)」的通訊與媒體播放功能。在BIOS平臺上執行的軟件,像是電子郵件,能持續監視無線網絡是否有傳來新郵件,當收到新郵件時會立即通知使用者,甚至當Windows關閉或計算機關機時仍能持續運作。同樣,PC在關機后置于計算機背包時,仍能透過藍芽聯機播放媒體檔案。對于主操作系統完全開啟后的計算機而言,因為電力需求過高,根本不可能支持這樣的應用,但事實上只要在一個低電力的簡單運作狀態下,這些應用便可以運作。
未來BIOS平臺的另一種應用,就是PC開機后「instant-on (立即啟動)」的基本通訊與網絡功能。現在,行動使用者想要快速檢查電子郵件,或上網取得信息,必須等候PC開機并加載Windows操作系統,等啟動應用軟件后才能進行任何作業。未來,透過在BIOS平臺上執行的精簡網絡應用韌體,能讓使用者幾乎在開機后立即使用想要的功能。這些精簡應用程序的目的,并不是取代Windows中全功能版本的程序,而是輔助它們并提供更高的可用性。
◎支援PC 3.0的BIOS
Phoenix已經著手開發前述的新一代BIOS,及PC 3.0專屬的BIOS。累積超過20年的BIOS領導者經驗, Phoenix能夠充份掌握PC制造商、系統研發業者與維修人員的需求,確保新BIOS能滿足他們的需要。Phoenix的研發團隊在傳統BIOS中建置UEFI與EFI的程序代碼后,他們在為PC 3.0開發韌體時,嘗試運用先進的程序開發技巧,進而造就了最近Phoenix的產品研發成果,包括FailSafe、SecureCore,以及HyperSpace。這些產品將提供安全系統功能以及遠程裝置管理功能,并能在Windows操作系統以外的環境獨立運作。
Phoenix 在2008年的計劃包括推出多個重大更新版本的BIOS,將平臺的概念推入全面產品化的階段。此外,Phoenix正著手擴大基礎建設的規模,以充份發揮強化BIOS的潛能,同時我們也正開發許多工具,協助研發業者與制造商降低韌體驗證與開發的成本。軟件開發套件(Software Development Kits;SDK)亦正在研發之中,以鼓勵第三方業者設計分層式韌體的應用。 Phoenix 的目的就是轉化BIOS發展并發展一套類似電子設計自動化(EDA)--以工具為導向的流程,這些都將仰賴先進開發技術,例如:模塊模板、視覺設計、編碼轉換與產生以及自動檢測技術。
Phoenix將透過實踐我們獨一無二的PC 3.0愿景來重申我們在PC系統技術領域的領導角色。新一代BIOS平臺的出現,不僅協助ODM與OEM廠商因應各項急迫問題,也還永遠改變PC的觀念。許多簡單的應用,將能跳過傳統沉重操作系統的負擔,以輔助支持包括遠程除錯、系統當機修復、與開機后立即執行等新功能。這種真正BIOS的未來發展,將讓現代PC充份發揮以往從未釋放的潛能。(本文作者Dr. Gaurav Banga/鳳凰科技技術長暨工程研發部門資深副總裁 )
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