Need to Know – Gegenüberstellung BIOS vs. UEFI und MBR vs. GPT

Das sogenannte Basic Input/Output System, kurz BIOS, gibt es schon seit den frühen Tagen des Personal Computers, allerdings kann es die Anforderungen moderner Hardware nicht mehr erfüllen sodass moderne Rechner mit dem Nachfolger UEFI arbeiten. Microsoft stellt übrigens bereits seit Windows 8 eine erweiterte UEFI Unterstützung bereit.

Was ist das Unified Extensible Firmware Interface (kurz UEFI)

UEFI geht auf eine Spezifikation von Intel zurück und die heutige Version stellt eine Weiterentwicklung dar. Das Akronym UEFI ist eine Abkürzung für Unified-Extensible-Firmware-Interface. Es stellt das Interface zwischen der Hardware und dem Betriebssystem dar und ermöglicht den Zugriff auf die Hardwareressourcen des Rechners vor dem Start des Betriebssystems. UEFI ermöglicht also den Start, den Botvorgang, bis dann letztlich die Treiber des Betriebssystems die Steuerung der Hardware übernehmen.

Häufig wird fälschlicherweise angenommen, dass UEFI ein Ersatz für BIOS darstellt, es ersetzt dieses jedoch nicht vollständig. Funktionen wie z.B. der POST (PowerOn Self-Test) werden nicht durch den Plattformunabhängigen  UEFI-Standard spezifiziert, sodass diese durch eine Herstellerspezifische Firmware bereit gestellt werden müssen.

Verbesserungen von UEFI gegenüber BIOS

UEFI bietet eine erweiterte Funktionalität gegenüber BIOS, sodass Netzwerkunterstützung möglich ist, aber auch neue Sicherheits-Features, Unterstützung für hochauflösende Grafik während des Bootvorganges. Zudem wird das neue Partitionierungsschema GPT (GUID-Partition-Table) unterstützt, während BIOS noch das veraltete Schema MBR (Master-Boot-Record)  nutzt.

Eine gravierende Verbesserung gegenüber BIOS ist die Abschaffung der Beschränkung auf den Real-Mode von Intel-CPUs. Dabei konnten bislang nur 16 Bit zur Speicheradressierung genutzt werden, was eine Linitierung auf 1 GB Arbeitsspeicher (RAM = Random Access Memory) darstellt.

Eine detailliertere Darstellung der UEFI Spezifikation findest Du hier.

Mehr Informationen zum Thema BIOS findest Du hier.

 

GPT – der neue Standard für das Partitionierungsschema

Wie weiter oben erwähnt wurde bislang der Master-Boot-Record genutzt, der im Einsatz mit moderner Hardware jedoch immer öfter an die technischen Limits stößt. Eine Partitionierung kann in diesem Standard die Größe von 2 TB nicht überschreiten und die Anzahl der Partitionen pro dediziertem Datenträger kann unter Einsatz von MBR 4 nicht überschreiten.

Diese Begrenzungen werden durch den neuen  Standard GPT abgeschafft. Besonders im professionellen Bereich waren diese Begrenzungen zunehmend kritisch, da heutige Festplatten natürlich enorme Größen erreichen, besonders im Server Bereich und zunehmendem Einsatz von Virtualisierung in allen möglichen Geschäftsbereichen.

Probleme kann es geben, wenn GPT auf BIOS Rechnern eingesetzt wird, obwohl natürlich prinzipiell keinerlei Abhängigkeit zwischen UEFI und GPT besteht. So ist es leider unmöglich unter Einsatz von Windows einen BIOS-Rechner von einer Festplatte mit GPT-Partitionierung zu booten, während der Boot-Loader bei einem OS aus der Linux-Welt (GRUB) dies ohne weiteres macht.

Auch ist der MBR nach wie vor nicht in Rente geschickt. Jede Festplatte hat einen kleinen sogenannten Protective-Master-Boot-Record der ab Sektor 0 beginnt. Dieser wird zwar nicht mehr vom Betriebssystem benötigt sondern seine Aufgabe besteht einerseits darin die Partitionierungstabelle nach dem neuen Schema vor älteren Software-Tools zu schützen, die ggf. Partitionen nach dem alten Schema initialisieren oder modifizieren möchten. Andererseits soll der Protective MBR die Abwärtskompatibilität sicher stellen indem er GPT-Laufwerke für Legacy-OS als eine große Partition darstellt. Ob ein älteres Betriebssystem letztlich von eine GPT-Laufwerk lesen und darauf schreiben kann, hängt davon ab, welches man einsetzt.

Tiefer gehende technische Einzelheiten zum GPT Partitionierungs-Standard findest Du hier.

Praxis: Konvertierung von Laufwerken in ein anderes Partitionierungsschema

Um zunächst zu prüfen, welches Partitionierungsschema ein Laufwerk einsetzt, kann unter Windows die Computerverwaltung und ferner dann die Datenträgerverwaltung (Unterprogramm der Computerverwaltung) verwendet werden.

Für eine Konvertierung kann ebenfalls die Datenträgerverwaltung verwendet werden. Natürlich lässt sich hierfür auch direkt das Programm diskpart in der Standard-Shell verwendet werden, das hierfür die Befehle convert gpt und convert mbr bereitstellt.

Für eine ausführliche Dokumentation des Kommandozeilen-Programms diskpart kannst Du einfach hier die Microsoft Referenz zu Rate ziehen.

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