تعریف BIOS
BIOS مخفف Basic Input/Output System است — نرمافزار سطح پایین ذخیرهشده در چیپ مادربورد که قبل از سیستمعامل اجرا میشود.
وظیفه اصلی آن:
آمادهسازی سختافزار برای اجرای سیستمعامل و فراهم کردن یک واسط بین سیستمعامل و سختافزار.
وظایف اصلی BIOS در سطح حرفهای و پیشرفته
1. POST (Power-On Self Test)
اولین مرحله پس از روشن شدن سیستم.
BIOS همهی سختافزارهای اصلی را بررسی میکند:
CPU، RAM، GPU، کیبورد، و ذخیرهسازی.
اگر خطایی پیدا شود، با بوقهای کد (Beep Codes) یا LEDها اعلام میشود.
در مادربوردهای پیشرفته (مثلاً Z790)، این تست توسط کنترلر EC (Embedded Controller) مدیریت میشود و با Q-Code LED نشان داده میشود.
تغییر نسبت به گذشته:
در سیستمهای قدیمی (دهه ۹۰ و ۲۰۰۰)، POST طولانی و محدود بود.
الان در مادربوردهای جدید POST سریعتر است و قابلیتهایی مثل Fast Boot و Hardware Diagnostics دارد.
2. Initialization & Enumeration (راهاندازی سختافزارها)
BIOS کنترلرهای I/O، چیپست، درگاههای SATA، PCIe، USB و VRM را مقداردهی اولیه میکند.
جدولهای سختافزاری (ACPI Tables, SMBIOS, DMI) ایجاد میکند تا سیستمعامل بداند چه قطعاتی در سیستم وجود دارند.
در سیستمهای جدید، مدیریت توان (Power Management) و حرارت نیز از طریق ACPI و UEFI کنترل میشود.
پیشرفتها:
در گذشته BIOS به صورت 16-bit بود و فقط تا 1MB آدرسدهی داشت؛
الان UEFI کاملاً 32 یا 64-bit است و با ACPI 6.0، PCIe 5.0، و Secure Boot یکپارچه شده است.
3. Bootstrap Loader (راهاندازی سیستمعامل)
BIOS یا UEFI بوتلودر سیستمعامل را از حافظه (مثل SSD یا USB) پیدا و اجرا میکند.
مسیر بوت از جدول بوت تنظیم میشود (Boot Order).
UEFI امروزی از GPT (GUID Partition Table) پشتیبانی میکند (در حالی که BIOS فقط MBR داشت).
قابلیت Secure Boot برای جلوگیری از بوت بدافزارها افزوده شده است.
پیشرفتها:
BIOS کلاسیک فقط با دیسکهای MBR تا ۲ ترابایت کار میکرد.
UEFI از GPT و دیسکهای چند ده ترابایتی پشتیبانی میکند.
بوت با گرافیک، ماوس، و حتی شبکه (PXE over IPv6) ممکن شده است.
4. CMOS Configuration (تنظیمات کاربر)
اطلاعات تنظیمات BIOS (زمان، ترتیب بوت، ولتاژها، فرکانسها و...) در تراشهای جدا (CMOS RAM) ذخیره میشود.
انرژی آن توسط باتری CR2032 حفظ میشود.
تغییرات مدرن:
در مادربوردهای جدید، دادههای BIOS دیگر در CMOS جدا ذخیره نمیشوند،
بلکه در NVRAM مجتمع روی چیپ UEFI هستند؛ این باعث میشود حتی بدون باتری، تنظیمات حفظ شوند.
5. اورکلاک و تنظیمات ولتاژ / فرکانس (در سطح پیشرفته)
در مادربوردهای حرفهای (Z و X سریها)، BIOS کنترل کامل روی:
فرکانس CPU، نسبت (Multiplier)
ولتاژ VCore، VCCIO، VCCSA
فرکانس رم (XMP Profiles)
LLC (Load Line Calibration)
همچنین امکان تنظیم VRM فازها، دمای Cutoff، و Curve Optimizer (در Ryzen) وجود دارد.
تغییر بزرگ:
BIOS قدیمی فقط چند گزینه ساده داشت.
در UEFIهای مدرن مثل ASUS UEFI یا MSI Click BIOS 5، حتی میتوان پروفایلهای اورکلاک ذخیره و بهصورت گرافیکی مانیتور کرد.
.6 سختافزارهای مجتمع و Peripheral Configuration
فعال/غیرفعال کردن پورتها (USB، LAN، Audio، SATA).
تنظیم حالت PCIe (Gen3, Gen4, Gen5).
کنترل Secure Boot، TPM (برای Windows 11)، Virtualization (VT-x/AMD-V).
پیشرفتها:
افزوده شدن ماژولهای امنیتی مثل TPM 2.0، Boot Guard و Firmware Guard Extensions برای حفاظت از کرنل در سطح پایین.
7. Firmware Interface برای OS
UEFI مدرن با سیستمعامل در تعامل است (از طریق EFI System Partition).
این باعث میشود سیستمعامل بتواند Firmware Update انجام دهد (مثل BIOS Update از داخل ویندوز).
پیشرفتها:
BIOS کلاسیک کاملاً جدا از سیستمعامل بود.
UEFI مدرن حالا قابل بروزرسانی مستقیم از Windows / Linux است (بهصورت Capsule Update).
