2-1. 컴퓨터 부팅 과정 - UEFI

조금 전 글에 BIOS에 대한 설명이 있었는데, UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)는 BIOS처럼 사용자가 컴퓨터를 켜면 시작되는 프로그램이며, BIOS와 많은 부분 비슷한 일을 합니다.

그리고 이제는 구형 BIOS는 거의 사라졌으며 UEFI에서 지원되던 CSM도 2020년부턴 CSM 모듈을 삭제한 UEFI Class 3가 표준이 되면서 새로 나오는 펌웨어들은 거의 다 BIOS가 사라졌습니다.

 

UEFI에서 달라진 점

1. 파티션 테이블

BIOS는 MBR(Master Boot Record)라는 방식으로 파티션 테이블을 만드는데, MBR 방식은 주 파티션을 4개까지밖에 잡지 못합니다. 그 이상은 논리 파티션을 사용해야 하는데 논리 파티션은 OS와 부트로더가 지원하지 않으면 주 파티션에 설치된 OS로만 부팅이 가능합니다. 전체 디스크 크기가 2.2TB를 넘어가면 넘어간 용량부터는 해당 공간을 사용하지 못합니다.

UEFI는 MBR대신 GPT(GUID Partition Table)를 사용합니다. GPT 방식은 파티션 정보를 기록하는 방식을 변경하여, 주 파티션과 논리 파티션의 구분을 없애고 2TB를 초과하는 디스크도 사용할 수 있게 되었습니다. GPT 방식은 최대 9.4ZB까지 지원하기 때문에 디스크 크기에 대한 걱정이 사라졌습니다. 하지만 기록하는 방식이 다르고 기록하는 양이 GPT가 더 많기 때문에 GPT와 MBR은 서로 호환되지 않고 파티션 테이블 구조를 변경하려면 디스크의 모든 파티션을 지워야지 되기 때문에 데이터가 손실됩니다.

2. Fastboot

Fastboot는 부팅 중에 USB 부팅 디스크, 그래픽 카드 등의 레거시 BIOS 코드의 로드를 생략하고 향상된 코드가 탑재된 전용 UEFI OpROM으로 주변 하드웨어의 펌웨어와 Fastboot 기능을 지원하는 운영 체제의 코드를 일부 가져와 메인보드 EFI 상에서 빠르게 부팅시켜 부팅 속도를 단축하는 기능입니다. UEFI도 64비트 주소 체계를 사용하면서 BIOS보다는 미세하게나마 부팅 속도가 더 빨라졌으며, Fastboot를 켜면 이름에 맞게 껐을 때보다 확연히 빨라집니다.

---

UEFI vs Fast Boot vs Fast Boot + Post Delay Zero

---

Fastboot 옵션이 켜져 있는 경우, 부팅 초기에 UEFI 펌웨어 진입 시간을 주지 않고 USB 부팅 디스크를 인식하지 않고 OS 부팅 단계로 바로 넘겨버리기 때문에 펌웨어에 진입하기 위해선 윈도우의 경우 설정의 복구 모드를 통하거나, 메인보드 제조사에서 제공하는 진입 도구를 사용하면 됩니다.

3. Secure Boot

UEFI Specification 2.2부터 지원하는 기능으로, OS 부트 로더가 검증된 인증서에 의해 디지털 서명이 되어 있는지를 검증하여 부팅 과정에서의 보안성을 높였습니다. 디지털 서명되지 않은 경우 또는 검증된 인증서에 의해 서명되지 않은 경우에는 부팅이 중단됩니다. 윈도우의 경우 드라이버의 서명 또한 펌웨어에 등록되어 있지 않은 인증서로 서명되어 있거나 서명되지 않은 드라이버의 로드를 중단시켜 변조된 드라이버의 실행을 방지합니다. 그래서 Secure Boot 가 켜진 상태로 나오는 Windows RT/Windows Phone OS 가 탑재 된 장비는 커스텀 펌웨어를 깔기 매우 어렵습니다.

4. UEFI Class

UEFI Class

• UEFI Class 0
  • Legacy BIOS
  • UEFI가 없거나, UEFI PI 인터페이스 없음
• UEFI Class 1
  • UEFI/PI 인터페이스 사용
  • 런타임이 legacy BIOS 인터페이스만 노출(UEFI 코드 사용 불가)
• UEFI Class 2
  • UEFI/PI 인터페이스 사용
  • 런타임이 legacy BIOS, UEFI 인터페이스 모두 노출
• UEFI Class 3
  • UEFI/PI 인터페이스 사용
  • 런타임이 UEFI 인터페이스만 노출(legacy BIOS 코드 사용 불가)

5. CSM(호환성 지원 모듈, Compatibility Support Module)

UEFI를 완전히 지원하지 않는 OS나 x86 레거시 모드, DOS 구동을 위해 기존 레거시 바이오스의 16비트 바이너리 및 그래픽 카드 BIOS, 네트워크 PXE 부팅 롬, 기타 PCI 장치 등 외부 장치의 Option ROM을 지원하는 기능입니다.