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【轉(zhuǎn)】風(fēng)雨40載：BIOS的過去和國產(chǎn)BIOS的誕生

2023-08-04 09:44 作者:失傳技術(shù)電磁所 0人讀過 | 我要投稿

風(fēng)雨40載：BIOS的過去和國產(chǎn)BIOS的誕生

老狼

2021 年度新知答主

BIOS這個詞匯最早出現(xiàn)在1975年的CP/M系統(tǒng)中，它一開始就承載了初始化硬件這個光榮而艱巨的任務(wù)。但它真正發(fā)揚光大并成為一個獨立商品卻發(fā)端自1981年IBM PC機上市，從此一發(fā)不可收拾，翻開了波瀾起伏的BIOS歷史。

緣起

搭載了Intel芯片的IBM PC一上市就大受歡迎，產(chǎn)品供不應(yīng)求，IBM也大發(fā)其財。IBM PC系統(tǒng)大致包括三個部分：硬件、軟件和軟硬件的中間層BIOS。硬件的核心采購自Intel，軟件操作系統(tǒng)采購自初生的微軟，只有BIOS是IBM自己做出來的。我有幸在十幾年前碰到過IBM BIOS的發(fā)明者之一，他已經(jīng)白發(fā)蒼蒼，但還奮斗在Coding的第一線，并樂此不疲。此時的IBM和他的工程師們，正沉浸在勝利的喜悅之中。但即使最大膽的人，也絕對不會想到，PC的推出，會深刻影響計算機世界的未來走勢，兩個巨人從此誕生。自信的IBM，對BIOS也寫了詳細的說明書：IBM PC Technical Reference Manual. 他們也不會想到，這個舉措，誕生了一個事實上的BIOS標(biāo)準(zhǔn)，并一舉葬送了IBM在PC上的大好形勢。

1980年代的美國，知識產(chǎn)權(quán)的保護并沒有現(xiàn)在這樣深入人心。很多小公司看到IBM PC賣的好，開始山寨，推出了克隆板的PC兼容機。硬件軟件都可以買，唯獨BIOS這塊不好操作。于是干脆Copy加反向工程，做出了很多便宜的機器，極大的沖擊了原裝IBM PC的市場。只有康柏電腦比較謹慎，采用“凈室(Clean Room)”的方法自研了兼容的自主BIOS，而自研的依據(jù)，恰恰就是IBM的參考手冊。

奪人錢財?shù)扔跉⑷烁改?，是可忍孰不可忍，IBM舉起法律的武器，告倒了一大批山寨廠商，但卻拿康柏沒有辦法，誰叫人家是自研的BIOS呢？看起來這塊大肥肉，似乎只有IBM和康柏可以吞下了，但虎視眈眈的美國山寨廠商并不甘心，市場急需一個類康柏BIOS的解決方案。

Phoenix的高光時刻

出生于1979年的Phoenix發(fā)展并不順利。在這個關(guān)鍵時刻，Phoenix抓住機會，也用“凈室”方法“山寨”出了第一個獨立的PC BIOS，并于1984年發(fā)布。從此，一個商業(yè)模式誕生了，那就是獨立BIOS供應(yīng)商（IBV，"independent BIOS vendor"）。這個商業(yè)模式，成就了很多公司，包括惠普HP，也成就了Phoenix自己的江湖地位。用Phoenix和康柏BIOS的兼容機市場占有率很快就超過了IBM。

在接下來的十幾年里，Phoenix迅猛發(fā)展并上市，成為了BIOS領(lǐng)域的霸主。Phoenix不斷收購（如收購Award等）和開設(shè)分公司，在中國就在南京和上海開設(shè)了研發(fā)中心。彼時的菲尼克斯，執(zhí)BIOS界之牛耳，連Intel也似乎不放在眼里，但危機已經(jīng)悄然種下。傳統(tǒng)（Legacy）BIOS領(lǐng)域，AMI開始崛起，更重要的是BIOS領(lǐng)域的根本變革已經(jīng)慢慢開始了。

UEFI的誕生

在1997年，Intel開始為安騰服務(wù)器設(shè)計新的基于C語言的BIOS，并催生了EFI和UEFI。關(guān)于它的詳細故事我在這篇文章中有詳細介紹：

老狼：UEFI背后的歷史301 贊同 · 37 評論文章

和所有占據(jù)某個細分市場統(tǒng)治地位的公司一樣，Phoenix對于UEFI是抗拒的。在某種程度上，Phoenix也許是對的，新的UEFI能干的事情，傳統(tǒng)BIOS都能干啊，為什么要變？

老狼：UEFI 引導(dǎo)與傳統(tǒng)BIOS 引導(dǎo)在原理上有什么區(qū)別？芯片公司在其中扮演什么角色？891 贊同 · 51 評論文章

如果說有什么東西幫助UEFI打敗了傳統(tǒng)BIOS，那這些東西就是：標(biāo)準(zhǔn)接口、開放統(tǒng)一和開源了。而這種改變是顛覆性的，誰能夠在這種時刻抓住機會，誰就可以嶄露頭角。而AMI和后來的Insyde就敏感地跟隨這個大潮，將保守的Phoenix拍倒在沙灘上。

AMI崛起和Insyde入局

與phoenix的抗拒不同，原本在傳統(tǒng)BIOS領(lǐng)域有不少深耕的AMI，大膽擁抱了UEFI。在UEFI開源內(nèi)核的基礎(chǔ)上，加上自己的特色功能，和一個集成開發(fā)環(huán)境（IDE），推出了Aptio,并大受歡迎。在Intel的大力扶持下，借助UEFI的東風(fēng)，強勢占領(lǐng)了Phoenix的市場。Phoenix也出了不少昏招，現(xiàn)在基本退縮到只供應(yīng)某個品牌商的地位，而AMI卻占據(jù)了臺式機、筆記本，甚至是服務(wù)器BIOS市場的統(tǒng)治地位，一時風(fēng)光無倆，成為業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者，全球雇傭超過1000名工程師。

后起之秀Insyde雖然入局較晚，但一開始就上手UEFI，并主攻部分細分市場。慢慢地也有一定的立足之地，借助臺灣PC高速發(fā)展階段，發(fā)展迅速，隨后在寶島臺灣上柜成功，成為第三家BIOS供應(yīng)商。

國產(chǎn)BIOS的誕生

UEFI內(nèi)核的開源，讓它天然具有可控性，不會隱藏不可告人的秘密，十分符合國家的戰(zhàn)略目標(biāo)。2006年，南京百敖（Byosoft）成立，并在一番激烈競爭后脫穎而出，于2008年奪得了Intel的BIOS國內(nèi)獨家技術(shù)授權(quán)，從而可以獲取除開源內(nèi)核外，其他閉源的芯片初始化代碼。從而成為全球第四個，中國第一個而且是唯一獨立BIOS供應(yīng)商。

百敖立足國內(nèi)，為眾多國內(nèi)廠商提供BIOS產(chǎn)品。近幾年來，借助國家自主可控的春風(fēng)，拿下了不少大項目，技術(shù)取得長足進步，有很多自有特色模塊，包括自研的CSM、Legacy USB和BMC模塊等等。其母公司，卓易信息（代碼688258）最近登錄科創(chuàng)板，漲幅驚人，這和百敖在BIOS領(lǐng)域的技術(shù)稀缺性是分不開的。母公司的上市，也必然反過來助力百敖在中國這個蓬勃向上的市場中能有更好的表現(xiàn)。

后記

四十多年來，BIOS領(lǐng)域領(lǐng)頭羊的位置兩易其首，從IBM到Phoenix，再到AMI。只有跟隨變革，甚至引領(lǐng)變革，才能立于不敗之地。傳統(tǒng)BIOS生命大概20年，UEFI已經(jīng)又過去了20年，也許下一個變革正在醞釀之中，這次又是誰能夠笑到最后呢？會是中國百敖嗎？

編輯于 2021-05-06 15:43是時候科普一下“神秘而強大”的BIOS了

自主可控新鮮事

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作者丨孫中嬋

編輯丨小新

文章共2262字，建議閱讀時間5分鐘

說起B(yǎng)IOS，總是給人留下“聽說過沒見過”的印象，它神秘而強大，總是出現(xiàn)在我們電腦的各種參數(shù)表里。要問他是什么，很多人往往答不上來；要問他有什么用，也答不出來。但它卻被行業(yè)人視為“與芯片、操作系統(tǒng)同等地位的核心基礎(chǔ)技術(shù)”。那BIOS到底是什么呢？

孤獨的BIOS

之所以講BIOS是孤獨的，原因有三：

1. 用戶不知道什么是BIOS，因為它看不到，摸不著，其功能也往往被用戶所忽視；

2. 全球BIOS廠商不超過5家，目前全球主流的 X86 架構(gòu) BIOS 固件產(chǎn)品和技術(shù)，長期壟斷在美國的 Phoenix、AMI，以及中國臺灣的 Insyde 三家公司手中。BIOS當(dāng)真是“孤獨求敗”。

3. BIOS行業(yè)可用人才“極度匱乏”。

首先，BIOS全名 Basic Input Output System即“基本輸出與輸入系統(tǒng)”，BIOS是一個一般用戶看不見、摸不著，但存在于每一臺計算機上非常關(guān)鍵的組件，是計算機啟動時加載的第一個軟件。它是儲存在主板上的只讀芯片或閃存芯片中的一小段代碼。我們通常稱之為主板“固件”，因為它是軟件和硬件之間的橋梁，沒有它的話電腦就無法開機。

其次，一般而言，我們把BIOS分為legacy?BIOS和UEFI BIOS，或者BIOS 和 UEFI。在1999年之前，我們的PC機都在用傳承自1979年的傳統(tǒng)BIOS，由于傳統(tǒng)BIOS的本質(zhì)是一堆用匯編寫的硬件初始化代碼，雖然可以保證運行，但它卻是封閉、神秘的，還充滿了各種不清不楚的預(yù)設(shè)和祖?zhèn)鞔a。

后來，Intel內(nèi)部開始研發(fā)一套全新的機制。考慮到底層編程的復(fù)雜性以及希望操作系統(tǒng)盡可能少地去了解平臺的硬件細節(jié)，在平臺固件和OS加載器間使用高級C語言接口看起來成為一個必然選擇。這時候，UEFI的雛形誕生了。后來，Intel把整套方案加入了X86體系，并在1999推出1.0?spec，并被定名EFI。后成立Forum，改名UEFI。

這樣一來，UEFI采用了模塊化的設(shè)計思想，每次啟動僅運行必要的模塊，與傳統(tǒng)BIOS順序執(zhí)行的工作流程（開機—>BIOS初始化—>BIOS自檢—>引導(dǎo)操作系統(tǒng)—>進入）相比，大大提升了效率，也讓我們的開機啟動也更快。

BIOS廠家匯總

BIOS之所以得到行業(yè)內(nèi)人士的追捧，不僅因為其作用，還在于國際市場上一直被國外壟斷。目前全球主流的 X86 架構(gòu) BIOS 固件產(chǎn)品和技術(shù)，長期壟斷在美國的 Phoenix、AMI，以及中國臺灣的 Insyde 三家公司手中。技術(shù)門檻高、人才匱乏、產(chǎn)業(yè)鏈上下游受制于國外、投入成本高且周期長、國內(nèi)版權(quán)意識薄弱等等，這些都直接或間接地導(dǎo)致我國能做BIOS的企業(yè)鳳毛麟角。

Phoenix

美資上市公司。BIOS行業(yè)的龍頭，成立于1979年。其產(chǎn)品線主要包括三個大類，第一是PhoenixAward BIOS，主要面向臺灣的ODM以及低端市場。第二是Phoenix BIOS，主要面對高端臺式機以及筆記本市場。第三是General Software BIOS，主要面向嵌入式市場。Phoenix進入中國市場很早，他們2000年前后便成立了中國分公司，其在中國的名稱是：菲尼克斯軟件（中國）有限公司。中國分公司所在地位于江蘇省南京市北京東路的和平大廈。此外在上海亦設(shè)有研發(fā)中心。不過很可惜的是，由于Phoenix的決策失誤，以及經(jīng)營問題，他們在09年底分別關(guān)閉了上海和南京的 office，并且從此退出了中國市場。所有的員工都被裁員了。

AMI

美資公司，未上市。BIOS行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)跑者。AMI的BIOS工具一向做的比較好，并且由于其價格相對Phoenix 便宜，在臺灣的ODM中，有很高的份額。AMI主要的研發(fā)中心也在臺灣。AMI的主要產(chǎn)品包括AMICORE以及AMI Aptio。前者是傳統(tǒng)BIOS，后者是EFI BIOS。AMI在大陸也有分公司，名叫美商安邁科技有限公司，位于江蘇省昆山市。

Insyde

臺灣上市公司。用十年磨一劍來形容Insyde比較合適，Insyde成立很久很久，卻一直默默無聞。一直只能做些EC之類的東西糊口?？蒊nsyde看準(zhǔn)時機，最早切入EFI開發(fā)，在EFI時代，Insyde一舉取代了不看重EFI的Phoenix，成為了業(yè)界的領(lǐng)袖。Insyde在大陸也有分公司，同樣位于江蘇省昆山市。

Byosoft

2006年新成立的BIOS公司。總部位于江蘇省南京市。是中國大陸第一家，也是世界第四家得到Intel授權(quán)的BIOS公司。目前的產(chǎn)品線主要服務(wù)OEM客戶，零售市場見的不多?；旧弦訣FI BIOS為主。Byosoft中文叫南京百敖軟件股份有限公司。是由原先Phoenix的一個高管和國內(nèi)其他幾個創(chuàng)業(yè)伙伴共同創(chuàng)辦的。Byosoft與 Intel的關(guān)系非同一般。

中電科技

中電科技成立于2005年，總部位于北京。是國家大型骨干企業(yè)中國電子科技集團有限公司旗下的高新技術(shù)企業(yè)。中電科技主要面向于關(guān)系國家戰(zhàn)略安全的核心領(lǐng)域、關(guān)系國家經(jīng)濟命脈的重要行業(yè)，提供以“昆侖固件”為核心的自主固件系列產(chǎn)品和以應(yīng)用軟件第三方測評為主導(dǎo)的信息系統(tǒng)質(zhì)量保障服務(wù)。其“昆侖固件”品牌包括：昆侖BIOS、昆侖BMC和昆侖衛(wèi)士。

國產(chǎn)BIOS當(dāng)自強

我們國內(nèi)做BIOS就是從UEFI 開始的。2005年，Intel在中國尋找了兩家公司授權(quán)，這兩家公司分別是中電科和百敖科技。2008年，Intel給兩家企業(yè)的授權(quán)到期，由于種種原因，中電科沒有繼續(xù)得到Intel的授權(quán)，轉(zhuǎn)而研究基于龍芯的UEFI BIOS產(chǎn)品；而百敖 BIOS則繼續(xù)得到授權(quán)，研發(fā)基于X86架構(gòu)的產(chǎn)品。

2008年后，中電科已經(jīng)具備研發(fā)BIOS的能力，所以在2009年初就在龍芯上實現(xiàn)了UEFI BIOS支持，目前，昆侖已經(jīng)可以支持基于X86架構(gòu)的兆芯、海光處理器；MIPS架構(gòu)的龍芯處理器；ARM架構(gòu)的飛騰、海思處理器。

百敖在2008年后繼續(xù)做基于X86架構(gòu)的產(chǎn)品，現(xiàn)在，百敖除了也可支持X86架構(gòu)，還可以支持基于ARM架構(gòu)的飛騰、海思處理器等。

當(dāng)然，其他國產(chǎn)整機廠商也具備固件研發(fā)生產(chǎn)能力。比如華為、聯(lián)想。由于生態(tài)原因，國產(chǎn)整機的BIOS更艱難，更需要不斷地積累。現(xiàn)在國內(nèi)統(tǒng)一操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，大家開始意識到了BIOS的重要性，BIOS也將迎來快速發(fā)展期。

然而，想要發(fā)展國產(chǎn)BIOS，除了技術(shù)與生態(tài)，更應(yīng)注重人才的培養(yǎng)。據(jù)行業(yè)人士透露，由于國內(nèi)高校課程的設(shè)計和行業(yè)需求間的脫節(jié)，人才培養(yǎng)周期很長，且成才率也只有20%-30%，這一數(shù)字只有國外的二分之一，現(xiàn)在BIOS公司所需人才基本靠自己培養(yǎng)。

此外，標(biāo)準(zhǔn)也是生態(tài)發(fā)展重要的一環(huán)，然而，目前國產(chǎn)生態(tài)發(fā)展的難點仍在于各種標(biāo)準(zhǔn)不一，兼容繁雜、成本頗高。未來，希望基于不同處理器、操作系統(tǒng)的BIOS標(biāo)準(zhǔn)出臺，以統(tǒng)一、兼容不同處理器、不同操作系統(tǒng)的計算機之間的啟動方式。

東風(fēng)起，百花開，希望神秘而強大的BIOS不再孤獨。

發(fā)布于 2019-12-12 12:34

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