Comprendre le fonctionnement des BIOS et UEFI

Le BIOS (Basic Input Output System) est un composant présent dans tous les ordinateurs et qui apparaît au lancement de l’ordinateur.
Le BIOS stocke certaines informations comme la date et heure, la séquence de démarrage et effectue aussi une vérification du matériel.
Enfin, après son initialisation, le BIOS charge l’OS présent sur les supports présents de l’ordinateur : disque dur, clef USB à travers le le MBR (Master Boot Record).

Vers 2006, on assiste à l’abandon du BIOS au profit de l’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), un autre standard, même si tous les fabricants n’intègrent pas cette norme.
L’UEFI permet de dépasser certains blocages du BIOS, comme la résolution écran de l’interface, la gestion multi-OS ou la limite des disques à 2,2 To.

Introduction

L’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) est une norme qui remplace les anciens BIOS.
Elle apporte de nouvelles fonctions visuelles dans le BIOS (souris, effets visuels, etc).
Mais aussi de sécurité.
Ainsi le processus de démarrage de l’ordinateur est revue.

Le site propose deux articles qui décrit le boot UEFI et MBR.
Vous trouverez donc les différences et l’apport de la norme UEFI.

• Le processus de démarrage de Windows en MBR
• Le processus de démarrage UEFI sur Windows

Enfin pour toutes les réponses rapides à l’EFI, MBR et GPT alors vous pouvez lire la : FAQ sur EFI / MBR / GPT

Comprendre le fonctionnement des BIOS et UEFI

Fonctionnement BIOS

Le BIOS stocke certaines informations fixes et non modifiables dans le ROM (Read Only Memory) et une partie modifiable stocké dans l’EEPROM.
Lors du Flashage du BIOS, c’est à dire la réinstallation de la partie logiciel ou mise à jour, c’est la partie EEPROM qui est modifié.
Enfin une troisième partie CMOS qui contient les données de la configuration que l’utilisateur de l’ordinateur peut changer.
Ces données sont stockées dans une pile, ce qui permet de garder les données lorsque l’ordinateur n’est pas branché au secteur.
Lorsque la pile est usée, la configuration peut-être perdue est une erreur CMOS s’affiche au démarrage de l’ordinateur.

Accès au Setup BIOS

Pour accéder au BIOS, vous pouvez lire l’article dédié qui explique clairement comment y parvenir : Comment accéder au BIOS (UEFI et anciens)

L’écran de démarrage du BIOS se présente souvent avec le logo du constructeur et des combinaisons de touches qui permettent :

• d’accéder à la configuration du BIOS, souvent intitulé Setup
• De modifier la séquence de démarrage, c’est à dire l’ordre dans laquelle les périphériques de stockages seront testés pour démarrer, par exemple d’abord le lecteur DVD puis le disque dur ou inversement. Ceci est souvent intitulé « Boot Menu ».

Ce stade se nomme POST (Power On Self Test) et le BIOS va aussi tester le matériel.
Si un élément défectueux (barrette de mémoire etc) est détectée, l’ordinateur se met à beeper. La séquence de beep permet de déterminer quel périphérique de l’ordinateur est défectueux. Se reporter à la notice de la carte mère.

Les menus du BIOS

Lorsque l’on accès au Setup, on trouve des menus suivants qui diffèrent d’un constructeur à l’autre.
En bas se trouve les touches qui permet de naviguer dans le BIOS.
Le changement des options se font souvent par entrée ou la barre d’espace.

Une fois la configuration modifiée alors il faut quitter le BIOS en enregistrant celle-ci.
Une touche raccourci permet aussi de charger les paramètres par défaut (Load Setup Defaults).

Bien sûr, il ne faut modifier certaines options sans savoir.
Ainsi on trouve en général :

• La configuration de la date et heure de l’ordinateur.
• La détection des disques, si aucun disque n’est détecté, vous avez un problème de connectique.
• Power Management Setup ou ACPI Setup: la configuration d l’alimentation. Mal configuré l’extension de l’ordinateur peut ne pas se faire automatiquement.
• PC Health : permet de modifier le voltage et visualiser la température des composants de la carte mère. Cette partie permet l’overclocking du processeur.

Réinitialiser les paramètres du BIOS par défaut

Vous rencontrez des difficulté pour faire démarrer votre ordinateur sur une clé USB.
En suivant des tutoriels, vous avez modifié des paramètres du BIOS qu’il ne fallait pas.
Il faut alors remettre à zéro les paramètres du BIOS.

Pour se faire, vous pouvez suivre notre article : Réinitialiser les paramètres du BIOS par défaut

Le BIOS et les mots de passe

Le BIOS permet de configurer des mots de passe pour protéger l’accès à ce dernier ou au démarrage de l’ordinateur.
Le but étant de prévenir qu’une personne puisse démarrer l’ordinateur ou modifier la configuration du BIOS.

Exemple ci-dessous de la configuration du mot de passe du BIOS sur un BIOS ASUS dans la partie avancée > Général.

Si vous avez perdu le mot de passe du BIOS, suivez l’article : Réinitialiser ou supprimer le mot de passe BIOS

Clear CMOS : remettre le BIOS à zéro

Le Clear CMOS consiste à faire une réinitialisation matérielle des paramètres du BIOS.
Cela peut être utile lorsque vous avez protéger l’accès au BIOS par un mot de passe que vous avez oublié.

Attention : Avant toute action, reporte-vous à la notice de la carte mère ou au site du constructeur partie support par rapport à votre matériel.

Suivez les instructions de cet article : Clear CMOS : Réinitialiser le BIOS

UEFI

L’UEFI est donc un standard qui a été créé vers 2006, pour remplacer le BIOS.
Le fonctionnement UEFI est un peu différent de celui du BIOS. L’UEFI est un firmware (ou micrologiciels) contenu dans une puce de la carte mère qui permet de lancer des applications qui sont stockées dans une partition du disque dur prévue à cet effet  (la partition se nomme EFI SYSTEM PARTITION).
De ce fait, l’UEFI est plus flexible, le BIOS ne permettant pas de coder ses propres applications.
Parmi, les applications que l’on peut trouver dans la partition, on trouvera des applications de test mémoire, de restauration système etc.

La vidéo suivante énumère les nouveautés en UEFI.

Le partitionnement de disque en EFI

Ce nouvel agencement des partitions obligent un nouveau standard, le bios utilisait le MBR pour démarrer le système d’exploitation, pour UEFI, il s’agit de partition GPT, sur Windows,  l’agencement est le suivant :

• une partition système EFI (Extensible Firmware Interface System Partition),
• une partition MSR (Microsoft Reserved Partition)
• et une partition Windows principale.

Pour plus d’informations, se reporter à la page : Partition disque sur Windows (GPT/MBR).

Legacy BIOS et Secure Boot

Certaines cartes mères embarquent un BIOS et un système UEFI. Cette rétro-compatibilité permet donc de démarrer sur un DVD ou disque dur MBR.
L’option se fait souvent à travers un Boot mode ou Secure Boot comme le montre la capture d’écran ci-dessous.
Si vous avez tout compris, vous aurez aussi compris que si vous activez le BIOS et que vos partitions sont en GPT, vous ne pourrez plus démarrer votre Windows.

ou encore ci-dessus Secure Boot et une option CSM (Compatibility Support Module) qui permet de faire démarrer un ordinateur EFI en Legacy Bios (compatibilité ancien BIOS)
Donc si vous désirez démarrer sur des disques MBR, vous devez désactiver le Secure Boot puis activer l’option CSM.

ou encore l’option CSM sur un BIOS Aptio :

Notez que les BIOS EFI sont capables de lister les boot manager/loader des systèmes d’exploitation et de les lister dans les séquences de démarrage :

Désactiver l’EFI et activer CSM

Les options pour désactiver l’EFI et revenir en compatibilité BIOS peuvent être différentes d’un BIOS à l’autre :

• Legacy Support (On/Off or Enabled/Disabled)
• Boot Device Control
• Legacy CSM (On/Off or Enabled/Disabled)
• Launch CSM (On/Off or Enabled/Disabled)
• CSM (On/Off or Enabled/Disabled)
• UEFI/Legacy Boot (Both/Legacy Only/UEFI Only)
• Boot Mode (Legacy Support/No Legacy Support)
• Boot Option Filter (UEFI and Legacy/UEFI First/Legacy First/Legacy Only/UEFI Only)
• UEFI/Legacy Boot Priority  (UEFI First/Legacy First/Legacy Only/UEFI Only)

Toutefois, c’est en général, l’option CSM qui est la plus commune.
En activant cette option, vous pouvez faire démarrer votre ordinateur sur un disque dur en MBR.
La page suivante explique comment activer ou désactiver le CSM : Activer ou Désactiver l’option CSM dans le BIOS

Voici quelques exemples d’écran de configuration de BIOS UEFI, comme vous pouvez le constater, l’interface est beaucoup plus graphique, il est possible d’avoir des icônes, des animations (comme des ventilateurs qui tournent etc).

Cependant on retrouve à peu près le même type d’option que dans les anciens BIOS.

Ordre de démarrage du BIOS

Comme vous avez pu le voir dans la dernière capture d’écran, les boot manager des systèmes d’exploitation (par exemple Windows ou Ubuntu) apparaissent maintenant dans les séquences de démarrage du BIOS.
Ce n’était pas le cas auparavant avec le système MBR où vous n’aviez que le disque dur sur lequel démarré.
Ainsi, dans le cas d’un Dual-Boot Windows/Ubuntu, il est possible depuis le BIOS de choisir sur lequel démarrage.

L’ordre de démarrage peut aussi être modifié :

• Depuis Ubuntu / Linux avec la commande efimgr
• Depuis Windows, par exemple avec EasyUEFI

Une partie de ces problèmes d’ordre sont détaillés sur la page FAQ Dual boot Windows 10 et Ubuntu – Windows ayant tendance à placer le Windows Boot Manager en premier, ce qui peut causer des problèmes dans le cas d’un Dual Boot.

Comment savoir si l’ordinateur est en UEFI ou BIOS

Il est assez facile de déterminer si l’ordinateur est en UEFI ou BIOS.
Pour cela, reportez-vous à la page : Comment vérifier si votre ordinateur est en EFI ou BIOS

Version et mise à jour du BIOS

Les articles du site autour des versions du BIOS et les mises à jour :

• Comment connaître la version du BIOS de son ordinateur
• Comment mettre à jour le BIOS (Flasher le BIOS)

Partitionnement disque GPT pour BIOS EFI

Les partitions des disques, lorsque le BIOS est en UEFI est différent, une partition EFI est présente et le format du disque est GPT.
Voir la page : Différences MBR et GPT et Partition disque sur Windows (GPT/MBR)

Le démarrage de Windows est un peu différent aussi.
Ci-dessous un bcdedit /v où on voit le path qui pointe vers un fichier c:\Windows\system32\winload.efi

en mode MBR, le fichier est c:\Windows\system32\winload.exe

Conclusion et liens connexes

En espérant que cette page vous a appris quels sont les différences entre BIOS et UEFI et tous les sigles autour.

Les liens autour du BIOS et EUFI :

• Différences MBR et GPT
• La partition EFI ou ESP
• Comment désactiver le Secure Boot
• Comment vérifier si votre ordinateur est en EFI ou BIOS
• Booter sur un CD ou DVD
• Les partitions du disque dur
• Partition disque sur Windows (GPT/MBR)