为什么已经使用了几十年的许多主板都没有听说过BIOS数据被破坏了？ BIOS存储在哪里？

除了传统BIOS的一些配置信息，不，长江存储再次刷新了屏幕. 但是，这种闪存是固态驱动器使用的NAND闪存，而不是用于BIOS存储的NOR闪存. 我在本文中介绍了两者之间的区别:

老狼: 谈论闪存II: NOR和NAND闪存

BIOS选择NOR的原因是因为它的XIP，这是eXecute就地功能. 我的粗略翻译是在原地执行代码，而无需将Load加载到特定的内存块中以便执行. 此功能非常重要，因为在开机后，尚未执行内存初始化，并且没有可用的内存. 尽管我们可以窃取Cache并将其用作内存一段时间（Cache As RAM，CAR），但始终不直接使用它. 很方便CAR完成之前的代码直接在NOR Flash（XIP）上执行.

BIOS芯片

尽管BIOS长期以来一直使用NOR Flash，但它与South Bridge芯片之间的接口已从FWH过渡到SPI. 十年前，闪存接口是悬挂在LPC下的传统FirmwareHub. 当时，BIOS芯片看起来像这样（现在您可以在某些旧主板上找到它）:

ST FWH 2MB闪存

FWH闪存芯片的引脚很多，主板接线复杂，成本高，LPC总线速度慢. 这些缺点导致主板BIOS芯片在十多年前就慢慢转移到SPI NOR Flash芯片中. 当前的BIOS芯片几乎都是SPI芯片. 如果仔细看，几乎可以在所有台式机，笔记本电脑，服务器甚至嵌入式系统中找到它:

Winbound 25Q64BV

这些是两块Winbond 8MB芯片. 左侧是8引脚封装，通常用于笔记本电脑和嵌入式系统. 右边是16针封装，通常用于台式机和服务器.

BIOS闪存芯片已经经历了变大的过程. 从1MB到2MB，再到8MB，许多服务器现在使用64MB的Flash. 闪存的内部不再只是BIOS，还有其他小型合作伙伴. 如果您对闪存芯片的内容感到好奇，则可以使用UEFITool打开BIOS映像:

BIOS映像示例

如您所见，Flash的开头是描述符区域. 内部结构由Intel定义，其中包含有关其他块以及SoftStrap等的大小，位置和权限的信息. BIOS的代码和存储只是一个区域，尽管在许多情况下，它是最大的区域.

BIOS区域中的可变部分: 可变

如何划分BIOS区域取决于BIOS程序员. 它通常分为许多区域（FV），一些区域存储代码，而某些区域存储数据. 存储的数据利用NOR Flash的非易失性（NVM）功能. 简而言之，断电后内容不会丢失，因此某些用户选项（设置选项）可以长时间存储. 尽管固态驱动器中使用的NAND Flash和BIOS芯片NOR Flash的存储原理有很大差异，但有一点相似，即数据可以从1更改为0，但不能从0更改为1:

如果要从0更改为1，则必须执行擦除操作. 这就是为什么闪存被称为闪存的原因. 闪存的寿命取决于可以擦除多少次. 对于NAND Flash来说是这样，在NOR Flash上​​也没有什么不同:

NOR Flash可以擦除的次数更少

在所有影响生活的领域中，我们都必须仔细计划，BIOS芯片也不例外. 没有人想要使用它. 主板突然损坏. 这要求BIOS在存储数据时不采用原位擦除策略，而只是将其标记为无效并一次擦除它以延长Flash的寿命. 在NAND Flash中，此过程称为GC（垃圾收集），而在BIOS NOR中，我们将其称为回收:

从图中我们可以看到将有内容移动和排序动作. 将两者进行比较，我们会发现有效数据是一个接一个地收集的，这非常整洁并为下一次数据添加做好了准备. 充分的准备. 在此重定位过程中，数据将不可避免地移至内存，然后再从内存移至目标块. 学生是否曾经想过，如果在搬迁过程中出现电源故障，主板会变砖吗？这就是图片中出现“备用块”的原因. 它充当缓存并确保数据在移动期间始终可用. 它与其他一些安全功能一起构成了UEFI BIOS存储的基线: 高容错（Fault Tolerant）非易失性存储系统-UEFI变量. 我们在BIOS界面上可见的和不可见的更改都存储在变量中.

红旗播放多长时间？

讨论了许多原理之后，我们现在可以回答许关心的问题: 如果我频繁修改BIOS设置，BIOS是否会被破坏？

已知条件是什么？

1. 在设计UEFI BIOS时，采用了避免大量擦除操作的算法，并且擦除操作被合并以增加闪存芯片的寿命.

2. 并非每次启动BIOS时，都需要保存数据. 在大多数情况下，引导过程中不会进行闪存写入操作.

因此，如果您是计算机狂热者并且非常努力工作，则每天要重启计算机10次，并每次都要更改BIOS配置. 电脑将损坏多长时间？现在，我们正在对此脑孔情况进行有趣的计算.

假设您计算机中的BIOS UEFI变量空间为64KB（通常对于台式机，服务器将更大），则一半的内容由固定配置占用，即BIOS引导设置剩余了32KB: Setup Variable . 不幸的是，主板的BIOS配置很多，最多可以节省4KB（极端情况）！这样，每次打开机器时都会生成一个4KB的无效数据块，并且32/4 = 8次上电将需要一次回收，即将其擦除一次. 在上面的示例中，主板BIOS闪存芯片为W25Q64BV. 在芯片手册（参考2）中，擦除次数为:

以最小擦除次数100,000计算，可以使用多长时间？很简单的公式:

100000 /（10 / 8）= 80000天 = 219年！

如果您对BIOS设置有疯狂的兴趣，一天要重启100次，然后每次都修改BIOS设置怎么办？从理论上讲，它可以使用将近22年！

结论

UEFI BIOS已进行了很多优化. 作为普通用户，无需担心Flash写入失败. 但这并非完全没有后顾之忧，BIOS人员仍然必须注意防止BIOS写入错误. 我曾经从事过一个需要在稍后阶段进行压力测试的项目，并且该机器必须在各种条件（Shell，Windows，Linux）下重新启动4000次. 我拨了一些板进行此压力测试，这些板基本上正在重新启动（自动测试驱动器）. 一段时间后，测试部门报告一块主板坏了，BIOS无法被烧毁. 一开始我没有认真对待它. 逐渐地，越来越多的压力测试主板无法燃烧芯片. 这引起了我的注意. 经过计算，我发现好人是程序问题，几乎引发了召回. . 事实证明，为了快速启动，内存初始化将保存内存训练参数，并且下次重新启动时无需再次进行训练，从而节省了大量时间. 这些参数非常大，占用48KB的空间（变量仅为64KB）. 很难死. 尽管程序添加了逻辑和相同的内容，但是不会重复存储，但是程序员将时间戳添加到参数中，结果是每次校验和都不相同，因此每次重新启动时，校验和都将是每次都存储. 收回. 每次重新启动需要10秒钟，并且可以在一天之内重新启动:

24 x 60 x 60/10 = 14,400次

根据最小擦除频率100,000次，可以使用:

10 / 1.44 = 7.14天！

难怪它逐渐被一一分解！时间戳后来被删除以解决该问题.

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