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雙BIOS技術,在主板上設計兩個BIOS晶元,起到當一個BIOS被破壞時啟用另一個BIOS,系統也可以正常工作的作用。

1 雙BIOS -簡介

雙BIOSBIOS

如果在主板上設計兩個BIOS晶元,當一個BIOS被破壞時啟用另一個BIOS,系統也可以正常工作,不會造成損失,這正是雙BIOS技術的出發點。

雙BIOS技術作為一種嶄新的面向大眾的設計,有效地解決了主板BIOS易損的問題,成為本世紀末主板技術人員談論最熱的話題。時至今日,大家討論最多的也仍然是如何在此基礎上進一步提高類似的安全性設置,如提供更有效的BIOS安全防護功能,抵禦類似CIH病毒的侵襲;如何使雙BIOS可以針對不同的要求獨立設置相關功能;如何使雙BIOS技術具備更高度的靈活性,兼顧非物理性的安全性能等等。雙BIOS,在主板上增加了一塊額外的BIOS晶元實現的,實用的同時也增加了主板的成本,有些主板廠家承受不了價格的上漲,在雙BIOS主板上只安裝了一片BIOS,有的甚至取消了已設計好的雙BIOS,雙BIOS,能否成為未來主板的趨勢,讓我們拭目以待。 

下面首先讓我們看一下市場上流行的雙BIOS技術。 

2 雙BIOS -技術

認識到BIOS的嬌弱和BIOS的病毒防護的重要性,BIOS 防寫、雙BIOS等針對BIOS安全防護的技術陸續出現在主流主板上,雙BIOS技術以雙重保險的承諾得到了用戶的肯定和主板廠商的支持。目前流行的雙BIOS技術有技嘉的 Dual BIOS 技術、微星 SafeBIOS,還有插卡式的雙BIOS技術、以及最近新出的承啟 Twin BIOS 技術。

在第一代雙BIOS技術中,以技嘉科技提出的 Dual BIOS 技術最為出名。比如技嘉BX2000主板就具備 Dual BIOS。其原理是在主板上安排了兩個BIOS晶元,一個做(Master)主BIOS,另外一個是(Slave)從BIOS,充當主BIOS的備份。由於只提供簡單的備份功能,因此兩個BIOS晶元的內容是完全一樣的。每一次啟動系統,備份BIOS都會自動檢查主BIOS? 況,如果發現主BIOS內容有損壞,立即用備份BIOS重寫主BIOS,確保主BIOS時刻正常,萬一無法修復就直接從備份BIOS啟動。

微星公司提出了「SafeBIOS」的概念,強調不見得非要配備兩塊BIOS才能有效解決BIOS的保護問題,它是在主板上配備容量較普通主板大一倍的 4MB BIOS,此BIOS劃分為兩個隔開的區域,若主板上開機區域內的資料受損,將由另一區的BIOS啟動,並自動修復受損區域的BIOS,這也可以看作一種雙BIOS技術,不過這種技術的安全性較低,一旦晶元物理受損,會導致雙BIOS系統全軍覆滅。

為此,博登公司提出了截然不同的解決方法,該公司推出了首創攜帶型BIOS的作法——AIR BUS,把一塊BIOS晶元內建在一張小卡上,如果主板上的BIOS遭病毒侵入,可將此卡插入主板上專用的插槽,由此卡上的BIOS啟動,並自動修復主板上的BIOS。 

以上種種雙BIOS都只有一個目的————就是避免電腦因BIOS遭到侵害而癱瘓。不過這種雙BIOS技術的缺憾是———只有當一個BIOS被破壞的時候,另一個BIOS才會有用武之地。而在通常的情況下,總是有一個BIOS是閑置的,這對於具有兩片BIOS晶元的資源實在是一種浪費。

其實在很多情形下我們是需要充分利用兩片BIOS的,例如當遇到需要在同一台電腦上配置不同的硬體環境,或者必須屏蔽某硬體以避免兼容性、硬體衝突問題的時候,我們就可以利用第二片BIOS來實現,而無須更改主BIOS的設置。另外,有時,我們需要電腦啟動的時候能夠切換為英文或中文環境等等,這些也都需要充分利用兩片BIOS來實現。

Twin bios 是承啟科技首創的智能型雙BIOS技術,在其 6ATA4 主板上設計了兩片 Flash ROM 晶元,和Dual BIOS技術不一樣的是,這兩片BIOS並不是簡單的主從關係(Master/Slave),而是完全對等的地位(Peer to Peer)。除了具備以上所述雙BIOS的安全防護功能之外,更出色的是可以讓兩片BIOS分別設置不同的啟動環境,形成各種各樣的設置組合,使BIOS變得富有創意。

Twin BIOS 中 BIOS1 和 BIOS2 都是可以獨立啟動的系統,兩片BIOS相互之間可以進行資料重寫,所以如果一個BIOS損壞了,不但可以馬上轉另一個BIOS啟動,而且還可以利用內容完好的BIOS來修復被破壞的BIOS,這就意味著承啟Twin BIOS技術在安全設計上具備了Dual BIOS的一切功能,並且BIOS1和BIOS2都有效地保護了BIOS資料的安全和確保系統能正常運作。

但是,這只是Twin bios的一部分,更重要的是承啟 Twin BIOS 技術可以使兩片BIOS相互獨立、分別進行設置,從而針對不同的應用環境做各種各樣切合需要的組合。

Twin BIOS技術的重大突破就是 BIOS1 和 BIOS2 可以獨立設置,互不影響。這樣可以根據不同的配置要求得到兩片BIOS的最優化設置組合,滿足一台電腦在不同的工作環境下輕鬆切換的需要。不少電腦用戶常常需要將兩種語言的操作系統安裝在同一台電腦上,如中文和英文Windows共存,或是中文和日文、韓文等共存,而實現的方法多是利用System command或是PQ Magic等軟體來實現多重啟動。這些方法是將多個系統安裝在同一個硬碟上,如果遇到某些硬體與系統版本衝突,而另一種語言的操作系統又要用到這些設備時。

平時採用的方法是進入bios重新設置,或者就是把設備拆卸下來,要用時再安裝,這樣切換應用環境就非常不方便。現在有了Twin Bios技術后,就可以使用Bios1和Bios2分別為這些操作系統進行最優化設置,需要從BIOS2啟動時只要緊按「Reset」 鍵再開機就可以了,省去麻煩的BIOS再設置,系統也更安全。 

Twin BIOS技術提供了多種更新BIOS內容的方式,既可以從BIOS1寫向BIOS2也可以從BIOS2寫向BIOS1,主板隨機的光碟上還提供了刷新程序,可以把外部的備份文件寫到主板上的兩個BIOS。另外BIOS中也內建了刷新工具,可以不依賴操作系統的支持,開機用「ALT+F2」組合鍵就可以直接更新BIOS內容了,極為快捷安全。

雙BIOS技嘉DualBIOS技術

技嘉Dual BIOS的兩個BIOS是直接焊死在主板上的,普通電腦用戶根本無法自己更換,如果BIOS徹底破壞了,只能送廠家或經銷商維修,非常麻煩。而承啟Twin BIOS技術的兩個BIOS晶元是安裝在做在主板上的插座里,萬一徹底損壞了,用螺絲刀就可以輕易撬下來,購買一片同樣型號的晶元然後刷新內容就可以了,無須求助於廠家,方便省事。

總之,承啟Twin BIOS 技術不但囊括了第一代雙BIOS的所有功能,提供了有效的BIOS安全防護功能,抵禦CIH病毒侵襲;而且首創了雙BIOS可以針對不同的要求獨立設置的功能,使得雙BIOS技術具備了高度靈活性,成為真正的雙BIOS系統。

3 雙BIOS -技嘉DualBIOS技術

主板BIOS損壞,以前常用的方法是採用危險的「熱插拔」或送回主板廠家維修,費工費力。也許是主板上的「雙子星」技術給技嘉公司帶來了靈感,為了避免BIOS損壞造成的麻煩,技嘉公司創造性地首創了DualBIOS技術。所謂Dual BIOS 技術,實際上就是在主板上設計了兩顆BIOS晶元,當其中一顆損壞時,另一顆替補上來,完成系統的啟動工作。圖1是技嘉BX2000主板上的兩顆BIOS晶元,兩顆BIOS晶元都是plcc封裝的,在主板上所佔的面積和一顆常見的BIOS晶元大小相當,沒有佔用過多的主板空間。按照晶元的工作順序,這兩顆BIOS晶元一顆為主BIOS,一顆為後備BIOS。當第一顆BIOS由於某種原因而不能正常工作時,系統會自動啟用備用的第二顆BIOS繼續完成工作,並可以修復損壞的BIOS。

DualBIOS的工作原理如圖2所示:當開機時,系統會按主從順序自動偵測主板兩顆BIOS的工作情況,如果主BIOS正常工作,開機后屏幕上顯示:「The Primary BIOS is ready」,表明主BIOS處於正常工作狀態,並提示按F1鍵可以進入BIOS維護程序,此時,主BIOS像普通主板上的BIOS一樣,完成自檢和啟動系統工作。當主BIOS遭到損壞時,屏幕上會顯示:「Primary BIOS is not ready」(若系統偵測到第二顆備用BIOS有問題,也會有相應信息顯示在屏幕上),經過短暫的切換之後,系統自動啟用備用BIOS,接替主BIOS工作,同時屏幕會顯示「Press F1 to enter Dual BIOS Utility」,用戶可以按F1鍵調用BIOS維護程序修復主BIOS,也可以直接利用備用BIOS來繼續完成啟動計算機的動作,稍後再去修復主BIOS。雙BIOS的切換過程只需要進行一次,再次啟動電腦時,後備BIOS即可立刻工作,與使用主BIOS時無異,如果不去看屏幕上的提示信息,完全感覺不出使用後備BIOS時有什麼不同。

儘管如此,我們也不能就一直依靠後備BIOS來工作,必須要隨時修復主BIOS,要不然這顆唯一完好的後備BIOS也損壞,就是有DualBIOS技術也救不了主板的命了,這時就要用BIOS維護程序來修復主BIOS。 

技嘉公司開發的1.0版本的BIOS維護程序比較簡單,如圖3所示,維護程序只有「Recover Primary ROM from BACKUP ROM(用後備BIOS恢復主BIOS)」和「Update BACKUP ROM from Primary ROM(通過主BIOS升級後備BIOS)」兩個選項,實際上就是實現讓兩個BIOS互相複製的功能。當主BIOS損壞后,選擇「Recover Primary ROM from BACKUP ROM」,可以通過再次刷新主BIOS將其恢復到正常狀態,如果不小心錯選成「用主BIOS升級後備BIOS」,維護程序會提醒操作錯誤,並拒絕這種愚蠢的行為,保證後備BIOS不受損壞。 

從雙BIOS的工作原理,不難理解,利用雙BIOS技術,總可以利用好的一塊BIOS來修復被損壞的一塊BIOS,從而可以保證計算機不致因為BIOS損壞而癱瘓。由於後備BIOS也是可擦寫的,而且任何BIOS操作都是對當前正在工作的BIOS起作用,如果在主BIOS被損壞而由後備BIOS啟動機器時,不恢復主BIOS,又對後備BIOS進行錯誤操作(如升級BIOS,就有失敗的風險),就會損壞後備BIOS,導致主板無法啟動,雖然發生這種情況的幾率極小,卻總是一種隱患。 

6.6版的BIOS維護程序解決了這個問題,如圖4所示是6.6版的BIOS維護程序畫面,從圖中可以看出,在設置程序裡面有幾個新的選項,「Boot From」選項,可以選擇是從主BIOS還是從後備BIOS啟動系統;「Main ROM Data Recovery to Backup」選項,是把主BIOS晶元備份到後備BIOS晶元上去,該選項不可修改;另外,在原來1.0版維護程序的基礎上還增加了自動恢復、全面保護等新功能,使BIOS意外損壞的可能性幾乎降低到了零。 

BX2000主板上的雙BIOS是直接焊在主板上的,它不像以往的Award和AMI公司的BIOS晶元,是插在主板的插座中的,據公司的解釋是,技嘉的BIOS晶元與AGP顯卡的BIOS晶元相同,都是PLCC封裝的,BIOS焊在主板上可以減少因BIOS晶元與BIOS插槽接觸不良帶來的問題。但由此帶來的卻是雙BIOS晶元的安全問題,如果兩顆BIOS晶元受到電壓或靜電衝擊同時破壞,勢必會增加維修的麻煩。技嘉後來新出的雙BIOS改用了插座形式。   

DualBIOS技術是依靠對主BIOS及後備BIOS的Checksum的確認來確保BIOS能正常運作的,若發現有任何問題,就會自動修復有問題的BIOS。這個確認的動作是在開機時進行的,當確認完兩顆BIOS沒有問題后,備份BIOS的電路部分就完全關閉且不再使用,以後的工作就由主BIOS完成。所以開機后就算有病毒侵入BIOS,最多也只是主BIOS而已,備份BIOS不會被 破壞。DualBIOS提供了極其安全、方便的保護措施,所以可以說這項技術已經出色地解決了主板BIOS的損壞問題。 

4 雙BIOS -微星的SafeBIOS技術

針對技嘉的雙晶元雙BIOS技術,微星公司強調不見得非要配備兩塊BIOS才能有效解決BIOS的安全問題,和技嘉的DualBIOS技術針鋒相對,微星推出了自己的SafeBIOS技術。SafeBIOS技術是在主板上配備一塊容量較普通主板大一倍的4MB BIOS,將BIOS劃分為兩個隔開的區域,並且這兩個區域的BIOS均可啟動系統,若主板上開機區域內的資料受損,將由另一區的BIOS啟動,並自動修復受損區域的BIOS,因此,這也可以看作是一種雙BIOS技術。在微星的MS-6182主板上,就採用了這種SafeBIOS技術。圖5是在主板上使用的4M BIOS晶元。相對於2M晶元,4M晶元除了在管腳定義上稍有不同外,在晶元大小上並沒有任何差別,也沒有佔用主板的額外空間。圖6是其BIOS的組成示意圖,從圖中可以看出,其4M的空間並非劃分成兩個相同的區域,而只是在BIOS中增加了Award的一個「decompression」程序區塊,來完成對主BIOS的監控與修復功能,BIOS的其它部分與普通的BIOS並沒有什麼不同。圖7是該BIOS中的「Decompression」區域,一旦BIOS開機區域的數據受損,該部分程序將負責對其修復並啟動機器。 

5 雙BIOS -博登的KeyBIOS技術

博登公司的雙BIOS技術則另闢蹊徑,發明了「KeyBIOS」雙BIOS技術。博登公司採用Intel 810系列晶元組的主板都提供了對「KeyBIOS」功能的支持。採用了KeyBIOS技術的主板和普通主板不同,它具有兩個BIOS。第一個BIOS位於主板上,對一般用戶而言,可以直接、方便地使用主板上的 BIOS,和普通的主板並沒有什麼不同,另一個BIOS則位於「BIOS鑰匙」(圖8)里。「BIOS鑰匙」可以當作一個BIOS備份,當主板BIOS被CIH病毒破壞或因其它因素導致損壞時,將「BIOS鑰匙」插入「鎖」里就能代替主板上的BIOS啟動並對損壞的BI0S進行恢復。 

「KeyBIOS」技術基於Intel的Hub-Link技術,它在主板上提供了一個數據線插座,通過數據排線和機箱上的「鑰匙插孔」相連,隨主板附帶的「BIOS鑰匙」則內藏備份BIOS,與主板BIOS組成了雙BIOS。對於想對自己的電腦進行安全保護的用戶來說,「KeyBIOS」技術非常實用,如果把主板BIOS設為禁止使用,那麼你可以帶著「鑰匙」到處走,再不必擔心別人使用你的電腦了,只有得到「鑰匙」的人將它插入「鎖」中才能使用電腦,這樣就能防止一些不速之客的「違法」行為。 

博登採用「KeyBIOS」技術的主板還提供了一套獨有的管理軟體,通過它來實現對電腦的保護十分簡單。在啟動程序后,電腦一直處於屏幕保護狀態,在不插入「BIOS鑰匙」之前根本無法退出屏幕保護,也就不能對電腦進行任何操作,從而滿足了需要對電腦進行安全保護的用戶的需求。 

6 雙BIOS -承啟的Twin BIOS技術

承啟的Twin BIOS技術承啟的Twin BIOS技術

第二代雙BIOS的傑出代表——

承啟的Twin BIOS技術 

以技嘉DualBIOS為代表的第一代雙BIOS技術主要是用於防範CIH類病毒侵入或BIOS升級錯誤導致的BIOS損壞,第一代雙BIOS技術只是簡單地在主板上增加一個相同的BIOS晶元作為主BIOS的後備晶元,主BIOS失效時,後備BIOS自動替代並修復,技術相對簡單,功能較弱。 

承啟公司在第一代雙BIOS的基礎上,推出了智能型Twin BIOS技術。Twin BIOS是第二代的雙BIOS技術,具備了第一代雙BIOS技術的所有功能,更為重要的應用是,Twin BIOS的兩個BIOS相互獨立,因此可以針對不同的應用環境作相當靈活的BIOS配置組合。 

在智能型Twin BIOS雙BIOS技術中,主板上的兩個BIOS地位是完全對等的,沒有主從之分,每一個BIOS都可以獨立成系統,BIOS1和BIOS2相互之間具有提供資料備份的功能。BIOS1和BIOS2的工作電路是分別設計的,電腦正常工作時,只是採用了其中的一顆,當感染了病毒或者是升級意外出錯時,受破壞的僅僅是當前工作的晶元,而另一顆晶元則完整無損,而且BIOS1和BIOS2都具備了防防寫功能,這是技嘉BIOS技術的全部,但只是智能雙BIOS的最基本的功能。 

智能型Twin BIOS技術的強大之處在於,在主板上另行設計了兩套獨立的CMOS存儲電路,可以分別保存內容不同的系統設置資料,從而使雙BIOS技術從單一的系統安全保護作用躍升為兼備獨立配置系統硬體設備的超強功能,同時也將雙BIOS技術的應用引入到了一個全新的應用領域,Twin BIOS技術除了具備病毒防範和備份BIOS功能外,更可以按照不同的應用環境進行不同的系統設置,從而可以根據應用環境的不同得到最佳的系統優化方式。比如賓士可以設置一塊BIOS為中文,另一塊為英文;一塊為性能優化設置,一塊為兼容性優化設置;一塊為使用設備A時訂製,一塊為使用設備B時訂製……非常方便和靈活,功能相當強大。

另外,承啟主板上的雙BIOS技術也打破了以往雙BIOS晶元封裝相同的模式,率先採用了DIP晶元與PLCC晶元的不同晶元封裝形式的組合,使其雙BIOS更具特色。承啟7ATA4主板上採用了兩片PLCC封裝的BIOS晶元(圖9),而6ATA4主板上則採用DIP+PLCC BIOS晶元組合(圖10)。 

富有特色的智能型的Twin BIOS技術給雙BIOS帶來了全新的生命力和極其豐富的靈性,也勢必成為未來雙BIOS技術發展的方向和主流。 

7 雙BIOS -德邦RD2000雙BIOS

雙BIOS德邦RD2000雙BIOS

隨著雙BIOS主板的盛行,市場上也出現了雙BIOS升級組件,安裝后,可以使普通主板馬上具備雙BIOS功能。如圖11是雙BIOS升級組件——德邦RD2000雙BIOS產品,是台灣德邦公司出品的,共有三種類型的產品:RD2000-DIP1M&2M、RD2000-PL、RD2000-P8X,分別適用於原主板上BIOS晶元為雙列直插DIP封裝、PLCC封裝及Intel 810系列主板。其實現雙BIOS的實質是在主板原BIOS晶元的基礎上,另行配備一片備份的BIOS ROM晶元,用開關來切換二者以決定由誰工作,適用於所有BIOS為DIP或PLCC封裝的主機板及周邊設備。 

以RD2000-1M&2M為例,其全套組件包括:RD2000 ROM座、帶切換開關的連接線、主機后擋片、驅動磁碟、說明書等,圖12是RD2000的ROM座,從圖中可以看出,RD2000的ROM座是在一塊長方形的電路板上,安裝了一片PLCC封裝的FLASH ROM備份晶元和相關的控制電路晶元,把RD2000系統組件安裝到主板上后,可以使微機馬上實現雙BIOS功能,藉助轉換開關和BIOS升級程序,可以方便地備份和修復BIOS。關於德邦RD2000的詳細使用,請訪問BIOS專頁(bios.533.net)。 

RD2000系統組件使主板輕鬆具備了最基本的雙BIOS功能,但同時,它只是最簡單、最原始的雙BIOS系統,由於BIOS SETUP中所設定的內容並非保存在BIOS ROM中,而是保存在主板的CMOS相關電路中,因此,除非主板上再多設一套CMOS存儲電路,否則,切換RD2000的開關后,無法完成開關切換前後兩種配置的保存。  

6、其它幾種特色雙BIOS

磐英的EPoX BIOS Squre技術磐英的EPoX BIOS Squre技術

(1)磐英的EPoX BIOS Squre技術——放在抽屜中的雙BIOS 
磐英BX5主板上的雙BIOS被稱為EPoX BIOS Squre 技術。在買到的BX5主板上面,只有一塊BIOS(圖13),而另一塊備用BIOS則置於包裝袋內。我們既可以將備用BIOS安裝在主板上,也可以不安在主板上,相應的,在BIOS中可設定為啟用「First BIOS」或者「Second BIOS」。 

把備用晶元放在抽屜中肯定比插在主板上安全,一旦主BIOS遭病毒破壞而無法啟動計算機,將損壞的主BIOS更換成備用的BIOS即可方便地修復。EP-BX5雙BIOS的刷新也可以選擇多種方式,按下Del進入BIOS設置,選擇「SENSOR & CPU SPEED SETTING」項,就可以看到「BIOS WRITER UTILITY」窗口,其中SOURCE欄表示BIOS程序來源,可用PgUp或PgDn選擇MASTER(主BIOS)、SLAVE(從BIOS)或A:(A盤),TARGET欄表示需要升級的BIOS,可選擇MASTER(主BIOS)或SLAVE(從BIOS)。這樣就可以選擇從A:升級MASTER,A:升級SLAVE,MASTER升級 SLAVE,SLAVE升級 MASTER。萬一其中的一個BIOS被CIH破壞后,可以很方便從另一個BIOS中寫回來。 

(2)建基的RESCUE ROM技術——手動操作的雙BIOS 

鑒於對雙BIOS維護程序的不信任,建基的AX64 Pro主板乾脆取消了維護程序,用手動(Jumper)切換、維修的方式替代了自動維護方式。在AX64 Pro主板上的雙 BIOS 設計,第一顆 BIOS 是平常主板開機時使用的,而另外一顆 BIOS,叫作「RESCUE ROM」,萬一第一顆BIOS因種種原因損壞,造成系統不開機時,只需要將BIOS下方的Jumper調整至 「RESCUE ROM」位置,系統就會以這顆急救的ROM BIOS開機,開機后,再將 Jumper 調整至原始位置,在不關機的情況下,運行BIOS升級程序,修復損壞的BIOS。方法原始且複雜,適用於DIY高手使用。

(3)建基的Die Hard BIOS技術——鐵骨金鋼的雙BIOS 

建基的AX64 Pro II主板上採用特別的「Die-Hard BIOS」技術,「Die Hard BIOS」設計,其實也是一種雙BIOS,在使用一顆普通的FLASH ROM晶元的基礎上,更增加了一顆「非電可擦除」的EPROM作為後備晶元(圖14),並刻意在線路設計上讓硬體不能對備份BIOS進行寫入動作,所以無論病毒怎樣厲害,也不能對這顆只能單向讀出的BIOS進行破壞。在兩顆BIOS當中,後備晶元只可讀,不可寫,出廠時已寫入BIOS程式,用來作後補之用。主BIOS則作一般用途,可讀可寫,用戶可在主BIOS上升級最新的BIOS程式,換言之病毒也有可能把它感染。當不幸被病毒感染時,用戶可用Jumper設定用後備BIOS開機,然後再用升級程序修復主BIOS,令系統永遠不會因BIOS升級錯誤或病毒感染而死機,對用戶更有保障。當然,後備BIOS中的程序也是不可更新的,算是這項功能的「副作用」。

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