BIOSとUEFIについて
知っておきたいパソコン基礎知識
目次
BIOS（Basic Input/Output System）とUEFI（Unified Extensible Firmware Interface）はPCが動作するにはなくてはならないものです。ほとんどの方が知らず知らずのうちに利用している必要不可欠な仕組みです。今お使いのパソコンのマザーボード上にはBIOSとUEFIというプログラムが搭載されています。このページでは詳しく解説します。
BIOSはバイオスと呼ばれることが多いです。パソコンのマザーボードに搭載されているファームウェアで、コンピューターが起動するときに最初に実行されるソフトウェアのことです。CPU、メモリや冷却用のファンなどを搭載しているハードウェアがOSの起動前から監視・制御しています。
主な役割
BIOSの主な役割は、ハードウェアの初期化と設定、起動時のセルフテスト（POST: Power-On Self-Test）、オペレーティングシステム（OS）をディスクからメモリにロードするための環境を提供することです。
機能
BIOSは以下のような重要な機能を持っています。
- ハードウェアの初期化： コンピューターの電源が入れられると、BIOSは接続されているハードウェアコンポーネント（CPU、RAM、グラフィックスカード、キーボード、マウスなど）を検出し、それらを適切に初期化します。
- セルフテスト（POST）： BIOSは、コンピューターの主要なハードウェアが正常に動作しているかをチェックするためにセルフテストであるPOST（Power-On Self Test）を実施します。何か問題があれば、ビープ音やエラーメッセージを通じてユーザーに警告します。そして、ブートローダを読み込みます。
- ブートシーケンスの管理： BIOSは、オペレーティングシステムをロードするためのブートデバイスの順序を管理します。例えば、ハードドライブ、CD/DVDドライブ、USBドライブなどからの起動順序を設定できます。
- システム設定とセキュリティ： BIOS設定画面を通じて、システムクロック、メモリ設定、パワーマネジメントオプションなどのシステムパラメータを調整することができます。また、パスワード保護やブートデバイスのセキュリティ設定も可能です。
BIOSは長い間、パーソナルコンピュータの基本的なファームウェアとして機能してきましたが、近年ではUEFI（ユーイーエフアイ）に取って代わられつつありほとんどのパソコンはUEFIを搭載しています。UEFIは、より高度なセキュリティ機能、より速い起動時間、大容量ディスクのサポートなど、BIOSよりも多くの機能と改善点を提供します。
ただし、BIOSはそのシンプルさと広範な互換性から、特に古いシステムや特定の用途で依然として重要な役割を果たしています。BIOS/UEFIについてはパソコンとあわせて解説していますので、そちらもご覧ください。
UEFIとは
UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）は、コンピュータのファームウェアインターフェースの仕様であり、従来のBIOS（Basic Input/Output System）の代わりとして設計されました。
UEFIは、システムの起動とハードウェアの初期化を管理するためのモダンな手法を提供し、コンピュータの起動プロセスをより柔軟で高速にします。UEFIの開発は、UEFIフォーラムによって行われており、コンピュータ産業の多くの主要企業が参加しています。
UEFIの特徴とメリット
UEFIの主な特徴とBIOSと比較した場合のメリットをご紹介します。
- 高速起動： UEFIは起動プロセスを最適化し、システムの起動時間を短縮します。
- 大容量ドライブサポート： 従来のBIOSがサポートする2TBの制限を超える大容量のハードドライブに対応しています。これは、GPT（GUID Partition Table）をサポートすることで実現されます。
- グラフィカルなユーザーインターフェース： UEFIは、マウス操作をサポートするグラフィカルな設定インターフェースを提供し、ユーザーがシステム設定を直感的に行えるようにします。
- ネットワーク経由の起動とリモート診断： ネットワークを通じてシステムを起動（PXEブート）する機能や、リモートでのシステム診断と修復をサポートしています。
- セキュリティ機能の強化： セキュアブートという機能を通じて、承認されたオペレーティングシステムのみが起動するように制限し、マルウェアやその他の不正なソフトウェアによる攻撃からシステムを保護します。
- モジュール性と拡張性： UEFIは、追加のドライバやアプリケーションをファームウェアに組み込むことが可能で、システムの機能拡張が容易になります。
UEFIは、これらの特徴を通じて、現代のコンピュータシステムにおいてより高度な起動プロセスとシステム管理機能を提供します。特に新しいPCやサーバでは、UEFIが標準的なファームウェアインターフェースとなっています。ただし、古いシステムや特定の用途のために、従来のBIOSモード（レガシーモード）で動作するオプションも一部のUEFIでは提供されています。
BIOSとUEFIの比較表
| 特徴 | BIOS | UEFI |
| 起動方式 | MBRを使用した起動 | GPTを使用したセキュアブート |
| インターフェース | テキストベース | グラフィカル（マウス操作サポート） |
| ストレージサポート | 2TBまでのディスクサイズサポート | 2TB以上の大容量ディスクサポート |
| 起動速度 | 比較的遅い | 高速 |
| セキュリティ | 基本的なセキュリティ機能 | セキュアブートによる強化されたセキュリティ |
| パーティションスタイル | MBR（Master Boot Record） | GPT（GUID Partition Table） |
| 拡張性と柔軟性 | 限定的 | 高度なモジュール性と拡張性 |
BIOS・UEFIによる熱暴走抑止（ファン制御・温度監視）
コンピュータの中枢であるCPUは、複雑な計算処理を行った際に高負荷がかかると非常に高温になります。この温度が一定の限度を超えると、CPUは自動的にOSを強制終了させる機能を持っています。
そのような事態を未然に防ぐため、BIOSやUEFIには、CPUファンが正常に動作していない場合にパソコンの起動時に警告を出す機能が搭載されています。
オールインワンPCやノートパソコンでこのようなCPUファンエラーが表示された場合は、まず排気口に手をかざし、正常に排気されているかをご確認ください。
CPUファンが正常に動作しているにもかかわらず、CPU温度が極端に高い場合、BIOS・UEFI上でエラーが表示されることがあります。このような状況では、ファンの故障やホコリの詰まりが原因となっている可能性があります。パソコンケースを開けられる場合は、内部に外れかけている部品がないか、ホコリが蓄積していないかを確認してください。ケースを開けるのが難しい場合は、メーカーへ相談なさることをおすすめします。
BIOS・UEFIは、パソコンによってさまざまなものが搭載され、設定できる項目等も異なります。
UEFIは、初心者向けのモードと上級者向けのモードを切り替えて使用することが可能です。初心者向けモードでは、設定できる項目が制限されており、画面上に表示される質問に答えるだけで最適な設定が行えるため、直感的に操作しやすくなっています。また、多くの場合、マウス操作にも対応しており、より扱いやすいインターフェースが提供されています。
さらに、ASRock社製のUEFIでは、画面上に表示されるQRコードをスマートフォンなどで読み取ることで、ヘルプページにアクセスし、詳細な情報を確認することも可能です。BIOSは、UEFIと比べて非常にシンプルな画面構成となっており、マウス操作には対応しておらず、キーボードのみで操作を行います。また、メーカーごとの画面の違いが少ない点も特徴の一つです。
UEFIでRAID設定
マザーボードにRAID機能が搭載されている場合、UEFI上でRAID構成を設定することが可能です。
ただし、すでにデータが保存されているHDDに対してRAIDを構築すると、それまでの情報がすべて消失してしまいます。そのため、必要なデータがある場合は、RAIDを構築する前に必ずバックアップを取るようにしてください。
BIOSログインの際のパスワード設定
一部のパソコンでは、BIOSログイン時にパスワードを設定することが可能です。
「スーパーバイザーパスワード」や「管理者パスワード」などの項目から設定でき、他の使用者によるBIOS内の設定変更を防ぐことができます。
BIOSパスワードを設定すると、BIOSに入る前にパスワードの入力が必須となります。
万が一パスワードを忘れてしまうとBIOSにアクセスできなくなるため、設定する際は忘れないよう十分に注意してください。
また、一部のパソコンでは、盗難時のデータ流出を防ぐために、BIOS・UEFI上でHDD保護を設定することが可能です。先日も財務省職員が個人情報の保存されたノートパソコンを紛失しています。
こういったトラブルもできるだけ防げる可能性を高めるのがパスワード設定です。
HDD保護を有効にすると、スーパーバイザーパスワードを忘れた場合、HDDを取り出して他のパソコンに接続しても認識されず、バックアップを行うこともできなくなるため、設定時には十分注意してください。