1. 简介
在本篇文章中，我们将解释 BIOS、CMOS 和 UEFI 之间的区别。
很多人容易混淆这几个概念。简单来说：
- BIOS 是主板上的固件程序，用于在开机时启动计算机；
- CMOS 是一块用于存储系统设置的芯片，比如日期、时间、启动顺序等；
- UEFI 是新一代固件接口，提供比传统 BIOS 更多的功能和更强的安全性。
在早期 Windows 系统中，需要通过 DOS 命令 WIN 启动操作系统。而 UEFI 正是这一思想的延续，它不仅提供了图形化界面，还增强了安全性，比如支持安全启动（Secure Boot）。
2. BIOS 与 UEFI 的对比
下表总结了 UEFI 相比 BIOS 的主要优势：
| 功能 | BIOS | UEFI |
|---|---|---|
| 用户界面 | 蓝底白字的命令行界面 | 支持彩色、动画的图形界面 |
| 网络支持 | 不支持以太网、Wi-Fi 和蓝牙 | 支持网络连接 |
| 远程诊断 | 不支持 | 支持远程诊断和修复 |
| 输入设备支持 | 仅支持键盘 | 支持键盘和鼠标 |
| 安全启动 | 不支持 | 支持 Secure Boot，防止恶意软件加载 |
| 固件语言 | 16 位汇编语言 | 64 位 C 语言 |
| 硬盘支持上限 | 最大支持 2.2TB 硬盘 | 支持高达 9 ZB（Zettabytes） |
下图展示了 BIOS 和 UEFI 在启动时的界面差异：
UEFI 的一个核心优势是其安全启动机制。它通过验证启动加载器的数字签名，防止非法软件在启动阶段加载，从而提升了系统的安全性。
3. BIOS 的工作原理
当我们打开计算机时，BIOS 首先运行 POST（Power On Self Test），检测硬件是否正常工作。
成功通过 POST 后，BIOS 会从硬盘等存储设备加载 Bootloader，最终启动操作系统。
以下是 BIOS 启动流程图：
BIOS 程序是非易失性的，即使断电也不会丢失。传统的 BIOS 有以下三种工作模式：
- 启动模式（Boot）：用于启动操作系统；
- 设置模式（Setup）：用于配置固件参数；
- 更新模式（Update）：用于升级 BIOS 固件。
4. CMOS 的作用
CMOS 是一块用于存储系统配置信息的芯片，例如：
- 当前日期和时间
- 风扇转速
- 启动顺序
- 外设自定义设置
CMOS 是易失性存储器，因此需要主板上的 CMOS 电池 提供电源以保持数据不丢失。
如果 CMOS 电池没电或被移除，设置将恢复为 BIOS 中的默认值。
以下是 CMOS 设置界面示意图：
CMOS 芯片也常被称为 RTC（实时时钟）、NVRAM（非易失性 RAM）或 CMOS RAM。
CMOS 电池电量不足的常见症状：
- 日期和时间显示错误
- 键盘或鼠标响应异常
- 驱动程序丢失
- 无法连接网络
5. UEFI 的特性与优势
随着 Intel 宣布从 2020 年起不再支持传统 BIOS，UEFI 成为了主流。
UEFI 提供了一个轻量级的操作系统环境，能够更好地与硬件交互。它不仅仅是一个启动程序，更像是一个运行固件的虚拟平台。
以下是 UEFI 启动过程的简化流程图：
UEFI 支持以下功能：
- 图形化界面（GUI）
- EFI Shell（预操作系统命令行界面）
- 网络功能（可用于远程诊断）
- 安全启动（Secure Boot）
- 支持 64 位驱动和程序
一些主板厂商（如 ASUS）已经提供了非常人性化的 UEFI 设置界面：
安全启动（Secure Boot）
Secure Boot 是 UEFI 的核心安全特性之一。它通过验证启动加载器的数字签名，防止恶意软件在启动阶段加载。
- 平台厂商（OEM / 企业）拥有一个数字签名密钥对；
- 私钥用于签名固件文件；
- 公钥用于验证签名；
- 只有签名合法的驱动和程序才能被加载。
UEFI 安全启动对 Windows 的限制：
- 必须使用 UEFI v2.3.1 或以上版本；
- 仅支持 64 位 Windows 8 及更高版本。
6. 总结
本文介绍了 BIOS、CMOS 和 UEFI 的基本概念与区别：
- BIOS 是主板上的固件程序，负责启动操作系统；
- CMOS 是存储 BIOS 设置的芯片，依赖电池供电；
- UEFI 是新一代固件接口，提供了更丰富的功能和更高的安全性。
虽然 UEFI 已成为主流，但它仍然保留了“传统模式（Legacy Mode）”，支持文本界面，方便用户安装 Linux 等操作系统。
✅ 优点：
- UEFI 提供了图形界面和网络支持；
- 支持 Secure Boot，提升安全性；
- 更大的硬盘支持上限；
❌ 缺点：
- 对老系统兼容性较差；
- 安全机制复杂，调试困难；
⚠️ 踩坑提示：安装 Linux 系统时，务必确认是否启用了 UEFI 模式，否则可能导致无法启动。建议查阅主板手册，了解如何切换 UEFI/传统模式。