Onde o BIOS está armazenado?

Question

De link :

BIOS software is stored on a non-volatile ROM chip on the motherboard. ... In modern computer systems, the BIOS contents are stored on a flash memory chip so that the contents can be rewritten without removing the chip from the motherboard. This allows BIOS software to be easily upgraded to add new features or fix bugs, but can make the computer vulnerable to BIOS rootkits.

Como a ROM significa R emeadora O nly M emory, por que o conteúdo do BIOS pode ser reescrito?

O "chip de memória flash" significa o mesmo que a "ROM não volátil", ambos significando onde o BIOS é armazenado?

    

Answer 1

Para adicionar à resposta da Varaquilex, o software da BIOS é armazenado em uma ROM eletricamente apagável e programável (EEPROM) que permite que as atualizações de firmware sejam realizadas eletronicamente. Os chips BIOS muito antigos eram, na verdade, chips de UV-EPROM, que exigiam o apagamento com exposição à luz UV antes que pudessem ser reprogramados.

Editar: Como já foi mencionado nos comentários, mesmo mais cedo do que os chips de ROM de Programação Única (PROM) de uso único às vezes eram usados, os quais não podiam ser reprogramados quando configurados e exigiam a substituição completa. atualização (embora isso raramente fosse necessário).

    

Answer 2

ROM is read only, so why is the BIOS contents can be rewritten?

O

programa BIOS é armazenado em uma EEPROM (que pode ser [E] letricamente [E] editável e [P] programável) ou uma memória flash. Portanto, o read-only aqui é sobre o chip não volátil. O conteúdo da memória permanece quando a energia é cortada, ao contrário da RAM volátil. A ROM que está sendo EEP ajuda o BIOS a ser reescrito ou atualizado. Naquela época, para tais operações, você tinha que remover o chip do BIOS da placa, colocar um novo (se não é PROM ou EPROM), ou se a sua EPROM você tem que levá-lo ao fabricante e deixá-los reprogramar o chip e reconecte-o ao quadro. Após os avanços atuais, graças a EEPROMs, você não precisa remover o chip para fazer essas operações, basta fazer o computador fazer o trabalho eletricamente .

Does the "flash memory chip" mean the same as the "non-volatile ROM", both meaning where BIOS is stored?

de Wikipedia :

Flash memory is an electronic non-volatile computer storage medium that can be electrically erased and reprogrammed.

Flash memory was developed from EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory). There are two main types of flash memory, which are named after the NAND and NOR logic gates. The internal characteristics of the individual flash memory cells exhibit characteristics similar to those of the corresponding gates. Whereas EPROMs had to be completely erased before being rewritten, NAND type flash memory may be written and read in blocks (or pages) which are generally much smaller than the entire device. NOR type flash allows a single machine word (byte) to be written—to an erased location—or read independently.

A EEPROM e a memória flash não se referem à mesma coisa: são dois tipos de memória semelhantes, uma desenvolvida a partir da outra e contendo diferentes tipos / configurações de transistores MOS. No entanto, eles são a memória em que o programa da BIOS reside.

Para abordar outro equívoco, quero mencionar esse relacionamento CMOS-BIOS:

As configurações da BIOS são armazenadas no chip CMOS (que é mantido ligado através da bateria na placa-mãe). É por isso que o BIOS é reiniciado quando você remove a bateria e a reconecta. O mesmo programa é executado, mas as configurações são padronizadas. Veja esta resposta para uma visão detalhada das memórias usadas durante o processo de inicialização.

Editar

Para estender o tópico CMOS-BIOS, graças a @Andon M. Coleman , eu quero adicione seu comentário à resposta:

It is worth mentioning that the BIOS settings do not have to be stored in volatile CMOS memory. There are plenty of embedded systems that store their settings in NVRAM. The only reason PCs have gotten away with using volatile CMOS over all these years is that they already had a battery to keep the internal real-time clock ticking while the power is off (recall that when you pressed the power switch on a PC-AT, it literally cut all power off to the motherboard). This meant that cheaper volatile memory could be used to store system settings. So it is mostly for historical purposes.

    

Answer 3

Como complemento às outras respostas, gosto de uma abordagem mais visual:

EstechipdaBIOSnãopareceestarbemencaixadoemsuatomada.

OBIOS,incluindonovasBIOSUEFI,éumsoftwarearmazenadoemumchipnaplaca-mãe.OsdetalhestécnicosjáforamcobertosporzelanixeVaraquilex.

Ochipémuitasvezes,masnemsempre,removívelparafacilitaramanutenção.Algumasplacas-mãeincluemmaisdeumBIOS,principalmentecomoumtruquedevendas,masemalgunscasososegundoBIOSajudaaserecuperardecertosproblemas(geralmentecausadospelousuário):

    

Answer 4

Também pode ser interessante notar que na maioria das máquinas antes do 80286, os dados podiam ser lidos da ROM tão rápido quanto da RAM, mas enquanto as larguras de banda RAM melhoraram enormemente desde os anos 80, as larguras de banda de ROM não existem chips, mas aumentar a velocidade da ROM além de um certo ponto aumentaria o preço]. Uma vez que a leitura de cada byte de uma ROM da BIOS uma vez levaria apenas uma fração de segundo, algumas máquinas 80386 e a maioria das máquinas 80486 e posteriores ofereciam uma opção para copiar o BIOS para a RAM na inicialização. As máquinas modernas levam as coisas ainda mais longe, e colocam os chips da BIOS ROM em um barramento que é totalmente separado do barramento da RAM e é muito mais lento. Ao contrário das máquinas da era 80486 que começariam executando da ROM um programa que se copiaria para a RAM, muitas máquinas mais novas têm processadores que não podem executar códigos da ROM. Em vez disso, eles têm circuitos que, na inicialização, leem certas partes da ROM na RAM e a executam.

    

Answer 5

Veja o artigo da Wikipedia em janeiro de 2005:

Before 1990 or so BIOSs were held on ROM chips that could not be altered. As their complexity and the need for updates grew, BIOS firmware is stored on EEPROM or flash memory devices that can be upgraded by the user. However, an improperly executed or aborted BIOS update can render the computer or device unusable. To avoid BIOS corruption, some new motherboards have a backup BIOS. Also, most BIOSes have a "boot block" which is a portion of the ROM which runs first and is not updateable. This code will verify that the rest of the BIOS is intact (via checksum, hash, etc.) before jumping to it.

Hoje em dia, é claro, temos um artigo da Wikipedia que confunde as pessoas dizendo que o chip é "ROM não-volátil" em uma respiração e que pode ser escrito na próxima. A lição a aprender aqui é que a Wikipedia geralmente não é muito bem escrita e que os artigos mudam, nem sempre para melhor.

Eu sugiro ler livros. O Upgrading and Repairing PCs de Scott Mueller, para escolher um dos vários livros, tem um capítulo inteiro sobre a BIOS, que discute todo tipo de coisa, desde o chip da BIOS até os vários tipos (listando quatro: ROM, PROM, EPROM e EEPROM) desses chips.

Algumas citações:

No matter which type of ROM your system uses, the data stored in a ROM chip is [sic] nonvolatile and remains indefinitely unless intentionally erased or overwritten (in those cases where that is possible). — Upgrading and Repairing PCs, p.373

Virtually all PCs built since 1996 include a flash ROM to store the BIOS. A flash ROM is a type of EEPROM chip you can erase and reprogram directly in the system without special equipment. — Upgrading and Repairing PCs, p.387

Livros não são perfeitos. Pode-se argumentar detalhes com a definição do "primeiro rubor" de memória flash de Mueller, por exemplo. Mas os bons geralmente são revisados e têm explicações mais coerentes do que a Wikipedia tem, que pelo menos não se contradizem de sentença a sentença.

Presumindo um PC moderno e não se atolando em como os PCs costumavam trabalhar há duas décadas:

O firmware da sua máquina é mantido em um chip de memória não volátil na placa-mãe. Na verdade, detém bastante. (O Pm49FL004T mencionado em minha resposta aqui tem metade de um MiB, e como mencionado em minha resposta aqui alguns chipsets são capazes de suportar 16MiB de firmware.) Ele está envolvido em muito mais do que apenas o bootstrap do sistema, mesmo para sistemas operacionais em modo protegido. Seu conteúdo é modificável, mas não tão facilmente quanto o conteúdo (volátil) da RAM principal do sistema. Nos sistemas EFI, o chip não apenas mantém o código do firmware e os dados (somente leitura), mas também os valores das variáveis EFI não voláteis.

    

Answer 6

Na verdade, nos últimos dias há um sistema mais sofisticado de como armazenar o BIOS. Imagine 2 bancos de armazenamento semelhantes ao seu pen drive, apenas menores. Um deles é acessado somente para leitura e o segundo está disponível para ser gravado (para atualizar a nova versão do BIOS). Razão para 2 partes é um backup, quando a gravação do novo BIOS não for bem-sucedida. Se o Flashing do novo BIOS for bem-sucedido, essas duas partes serão alternadas e o dispositivo poderá ser reinicializado no novo BIOS.

BEWARE: nem todos os tipos de dispositivos possuem este sistema. Às vezes é uma pequena memória flash simples que é simplesmente sobrescrita. Normalmente, você é solicitado a fazer backup da eletricidade e não interromper o processo de atualização.

Nos velhos tempos de placas-mãe havia memória EPROM, que poderia ser reescrita depois que a memória fosse apagada por uma luz strong ou, mais tarde, uma memória PROM, que poderia ser escrita apenas uma vez. Ambos podem ser feitos apenas pelo dispositivo de programação especial, portanto, o chip da BIOS deve ser removido do dispositivo a ser gravado.

    

Answer 7

No IBM PC original, a "ROM" do BIOS era, acredito, algum tipo de ROM (EPROM) eletricamente programável ("gravação única"). Eu acho que foi encaixado, mas não havia uma expectativa real de que seria "atualizado" no campo. Outros computadores da época usaram algo semelhante.

À medida que os sistemas se tornaram mais complexos, tornou-se mais vantajoso ter o BIOS "atualizável em campo" (e sem a necessidade de abrir a caixa e de trocar fisicamente a peça). Então os sistemas começaram a ter vários tipos de "ROMs" de BIOS regraváveis. As vantagens eram três:

1. A probabilidade de um bug tornou-se maior à medida que os sistemas se tornaram mais complexos.
2. Foi atraente ter a capacidade de atualizar, incorporar novos recursos.
3. Para placas-mãe que podem ser usadas em várias caixas diferentes (talvez até com nomes de marcas diferentes), era atraente poder personalizar a BIOS de fábrica para o uso específico.

As caixas maiores, mais ou menos na mesma época que o IBM PC original, também começaram a ter algum tipo de memória de "inicialização" somente leitura em vez da mais primitiva tecnologia "loadstrap loader". Algumas delas eram ROM com programação de máscara, algumas EPROM, algumas RAM até mesmo lidas de um disquete por meio de um pequeno "processador de serviço".

    

Answer 8

A ROM original foi literalmente fabricada dessa maneira no nível de silício. Uma vez que eles fizeram isso programável por usuários, então algumas coisas:

1. em muitos, eles têm um circuito interno de voltagem de hardware que permite que 3.3V ou 5V sejam ativados internamente para 12V para fazer a programação real. Isto é verdade para o antigo PROM, EPROM, UVEPROM, oR EEPROM.

2. Se disponível em modelos mais antigos, o recurso apagável UV (Luz ultravioleta) permitia que os circuitos permitissem apenas 12V internos na programação do dispositivo, e uma janela UV permitia que a luz UV penetrasse na área do chip. A janela UV teve que ser coberta após a programação ou o chip apagaria sob qualquer iluminação fluorescente da sala. O apagável UV também foi muito rápido de apagar, muito mais rápido do que reprogramar todo o chip para 0s ou 1s.

Em muitos casos, há um circuito interno para todas as PROMs "programáveis".

3. A EEPROM posterior permitida eletricamente apagável, para a EPROM ou UVEPROM.

4. A tecnologia Flash mais recente surgiu e adicionou tecnologia de circuito diferente (no nível do transistor) e densidades mais altas do que a EEPROM mais antiga.

5. Em quase todos os casos desde que a ROM original foi interrompida, quase todos os PROMs da BIOS são suspeitos em muitos (25%?) dos problemas do computador. Esses PROMs posteriores (que possuem algum recurso programável) podem ser danificados ou simplesmente "esquecer" seu programa ao longo do tempo.

As PROMs, não importa o quanto sejam apagadas ou reprogramadas, devem ser manuseadas com cuidado (danos por ESD) e envelhecimento ou umidade.

Em cerca de 1/4 dos casos de computadores defeituosos, a reprogramação de um BIOS "bom" geralmente corrige o problema. Portanto, mesmo que o seu BIOS seja "bom", sempre vale a pena reflash, se possível.

    

Answer 9

o BIOS é armazenado no chip CMOS ou NVRAM, que são pequenas quantidades de memória não volátil na placa-mãe (ou seja, elas armazenam dados indefinidamente sem precisar de energia).

Quanto à mensagem que você recebe se tudo passar na postagem, em máquinas mais antigas, você normalmente receberá um único bipe da sua máquina se tudo tiver sido feito.

Nas máquinas mais novas, você não receberá nada: você não verá a postagem, não haverá mensagens, bips, nada ... uma espécie de "nenhuma notícia é boa notícia". Se você ainda quiser ver a execução do POST em uma máquina mais nova, a tecla a ser pressionada (pelo menos nos computadores que usei) é Tab. Acertar isso algumas vezes logo depois de ligar a energia para ver o POST na tela. Como alternativa, deve haver uma opção para que o POST apareça na tela nas configurações da BIOS.