BIOS Yakında Tarihe Karışabilir

In Makale by Egemen Yıldız1 Comment

BIOS’un geçmişi ve Intel’in BIOS’un geleceği için olan planlarını bu yazımızda bulabilirsiniz.

BIOS (Basic Input/Output System), donanımların boot edilmesini ve basit başlangıcı sağlayan, anakartınıza yerleştirilmiş ufak bir koddur. Donanımları ilk olarak kontrol eden, ne kadar RAM takılı olduğunu sayan, donanımların sağlık durumunu kontrol eden, klavye bağlı olmadığında uyarı veren ve yapması gerekenleri tamamladığında işletim sisteminin yüklenip çalışmasını sağlayan birim BIOS’tur. BIOS, işletim sistemi çalışırken de klavye girişlerinin alınması, okunması ve diske, ekrana yazılması gibi basit sistem hizmetlerinin yürütülmesinde rol alır.

BIOS, 1981 yılında çıkan IBM’in ilk kişisel bilgisayarının temel bir parçasıydı. IBM PC ile uyumlu sistem üretmek isteyen şirketler, sistemlerini BIOS uyumlu şekilde üretmek zorundaydı. En azından aynı düzeydeki sistem hizmetlerini yazılıma aktarmak gerekiyordu. Ancak bu şekilde PC için üretilmiş yazılımlar sorunsuz çalışıyordu.

İlk bilgisayar şirketleri BIOS’u tersine mühendislikle kendileri oluşturmak zorunda kaldı ve uyumluluk konusunda sorunlar yaşadı. Ancak birkaç yıl içinde Phoenix isimle firmware firması kararlı ve doğru şekilde tersine mühendisliğin kullanılabileceği BIOS’u geliştirdi, sonra da bunu üçüncü parti şirketlere lisansladı. Böylelikle PC üretimi de hızlanmaya başladı.

1980’li yılların ortalarında kullanılan IBM PC/AT, MBlairMartin, CC BY-SA 4.0

IBM bilgisayarların BIOS’u Intel x86 işlemcilerle birlikte çalışmak üzere tasarlanmıştı ve işlemcinin 16-bit modunu kullanarak çalışıyordu. Bunu da bir çevirici dil kullanılarak yazılmış bir firmware sağlıyordu.

Yıllar içinde BIOS’un görevi daha önemsiz hale geldi. 16-bit modunun kullanımı BIOS işlevlerinin çok yavaş çalışmasına neden oluyordu. 1990’lı yıllarda PC işletim sistemleri 386 ile birlikte tanıtılan 32-bit korumalı modunu kullanmaya başladı.

İşletim sistemleri ayrıca donanıma erişmek için BIOS’un sistem servisleri yerine kendi 32-bit sürücülerini kullanmaya başladı. Böylelikle BIOS sadece sistemin ilk başlangıcı için kullanılmaya başlandı ve geri kalan her şey işletim sistemi tarafından yapıldı.

Intel 2000’lerin başlarında kendi Itanium IA64 işlemcilerini geliştirdiği ve tanıttığı sırada, yeni bir firmware ihtiyacı ortaya çıktı. Intel, x86 dışı başka bir firmware’i satın almak ya da geliştirmek yerine, IA64 cihazları için EFI (Extensible Firmware Interface) arabirimini geliştirdi.

x86 makinelerdeyse BIOS, 2000’li yıllarda dahi kullanıldı. Zamanla düşük performans, sınırlı işlevsellik ve düşük sürdürülebilirlik  yüzünden Intel ve bilgisayar endüstrisi farklı bir arayışa girdi. EFI, 32-bit ve 64-bit x86 sistemleri ve birçok ARM sistemi destekleyecek şekilde geliştirildi ve şu anki UEFI ismini aldı.

PC işletim sistemleri 2007 yılında bu değişime ayak uydurmaya başladı. İlk olarak Windows Vista Service Pack 1 64-bit x86 sürümü UEFI üzerinden boot edilme yeteneğine kavuştu. Intel’in 2011 yılında tanıtılan Sandy Bridge serisi işlemcileriyle birlikte bilgisayar donanımları da UEFI’ye geçişe başladı. Günümüzdeyse tüm x86 sistemler BIOS yerine UEFI ile birlikte tedarik ediliyor.

Donanım üreticileri geçişlerde yavaş olsa da UEFI’nin kolay geliştirilebilirlik avantajlarından faydalanmaya başladı. Microsoft’un ürettiği bazı Surface modellerinde doğrudan firmware aracılığıyla, sadece Internet bağlantısıyla işletim sistemini yüklemek ve kurtarmak mümkün. BIOS ile böyle bir şeyin olması mümkün değildi. Ayrıca UEFI sistemler, BIOS sistemlere göre çok daha hızlı açılır.

Tüm yeni donanımlar ve işletim sistemleri UEFI ile doğal olarak çalışsa da, eski işletim sistemleri (DOS, Windows 7’den eski işletim sistemlerinin 32-bit sürümleri, Windows Vista’dan eski işletim sistemlerinin 64-bit sürümleri) halen kullanılıyor. Ayrıca bazı donanımlar BIOS ile birlikte çalışacak şekilde tasarlanmış. Eski BIOS, Option ROM olarak adlandırılan bir genişletme sistemine sahipti. Disk kontrolcüleri BIOS’un sistem servisleri kullanılarak tanıtılabiliyor ve programlanabiliyordu. Option ROM’lar da BIOS gibi 16-bit’lik x86 kodunda yazılıyordu.

İlk nesil UEFI firmware’i BIOS uyumlu programlama arayüzü sunacak şekilde yazılmıştı. Böylelikle BIOS’a ihtiyaç duyan donanım ve yazılımlarla uyumluluk sağlandı. Daha sonra UEFI firmware’i UEFI’ye özel arayüz sunmaya başladı. Eski işletim sistemlerinin boot edilebilmesi ve eski donanımların çalışabilmesi için Compatibility Support Module (CSM) adıyla BIOS uyumlu bir mod geliştirildi. CSM ile birlikte modern sistemler de eski yazılımları ve eski donanımları boot edebiliyor. CSM açık değilken de UEFI uyumlu donanım ve yazılımlar çalışmaya devam ediyor.

Günümüzde üretilen çoğu bilgisayar CSM modu kapalı şekilde kullanıcılara teslim ediliyor. Genellikle bu mod etkinleştirilebilecek şekilde ayarlarda bulunuyor. Ancak sistem toplayıcıları için üretilen birçok anakart CSM aktif şekilde geliyor. Bunun en büyük sebebi Secure Boot ve Windows logosunu kullanabilmek için Microsoft’un zorunlu kıldığı donanım gereksinimleri.

Secure Boot, disk üzerindeki işletim sistemini zararlı yazılımlara karşı korur ve sadece CSM devre dışıyken çalışır. Çoğu OEM bilgisayar Windows logosuyla tedarik edildiği için CSM devre dışı modda gelir. Bilgisayar toplayanlar ise genellikle bu ayarla ilgilenmez. Bu yüzden de ayrı satılan anakartlar genellikle daha az güvenli, ancak daha uyumlu CSM moduyla birlikte piyasaya sürülür.

Intel ise CSM’yi tamamen ortadan kaldırmayı amaçlıyor. Böylelikle donanımlar daha basit şekilde üretilebilecek ve hem CSM modu açıkken, hem de kapalıyken çalışacak şekilde geliştirilmesi gerekmeyecek. Yeni nesil donanımların eski yazılımlarla kullanılmasını sağlayacak Option ROM’lara gerek kalmayacak. Eski yazılımlar ise sanal makinelerde ya da eski sistemleri taklit eden diğer şekillerde çalıştırılacak.

CSM’nin ortadan kaldırılmasıyla birlikte Intel diğer eski teknolojileri de tarihe gömecek. En yeni ve en iyi Intel işlemcileri bile tarihi 16-bit işlemci modlarına sahip. BIOS ve CSM gereksinimlerinin ortadan kalkmasıyla birlikte, eski işlemci modları da ortadan kalkacak. Intel 2020 yılı itibariyle bu geçişi tamamlamayı planlıyor.