BIOSの機能と重要性を理解する方法
コンピューターを起動すると、通常、Windows の読み込みが始まる前に、画面にテキストが一瞬表示されます。そのテキストでは通常、RAM について説明したり、ブート オプションを示したり、BIOS/UEFI 設定に入る場合に押すキーを示したりします。最近のマシンは起動が非常に速い傾向にあり、それらの画面は最小限で、短いカウントダウンとロゴだけの場合もあります。ただし、古い PC やカスタム ビルドの PC では、POST メッセージやブランド画面など、より詳細な情報が表示されることがあります。この初期段階では主に BIOS (最近では UEFI) がハードウェア チェックを処理し、OS の読み込みを開始します。画面に奇妙なメッセージが表示されたり、PC が早い段階でハングアップしたりするなどの問題が発生する場合は、BIOS で何が起こっているかを理解すると、システムのトラブルシューティングや微調整に役立ちます。
BIOS （Basic Input/Output System）は、従来型のPCの電源を入れた際に最初に実行されるソフトウェアでした。1970年代にIBMによって発明され、ハードウェアの設定とOSの起動における標準となりました。今日ではほとんどのシステムがUEFIで動作していますが、その基本的な考え方は変わりません。つまり、初期設定、ハードウェアチェック、そして選択したストレージデバイスからの起動です。
BIOS または UEFI は実際には何をするのでしょうか?
基本的なレベルでは、BIOS は OS (Windows、Linux など) のブートローダーを探して読み込みます。しかしその前に、BIOS は電源投入時セルフテスト (POST) ルーチンを実行します。これらのテストでは、RAM、CPU、ドライブ コントローラー、さらには周辺機器などのすべてのハードウェアが存在し、正常に動作していることを確認します。何か問題がある場合、通常はエラーがスローされるか、ブート プロセスが停止します。セットアップによっては、問題を示す詳細なメッセージやビープ コードが表示されます。昔は、BIOS はデフォルトでフロッピー ディスクがあればそこから起動していました (そう、あの頃はよかったのです)。その後、最近の BIOS/UEFI ファームウェアはより柔軟になったため、ハード ドライブ、CD/DVD、または USB スティックから起動するようになりました。これらのいずれも起動できない場合は、「起動可能なデバイスが見つかりません」などのメッセージが表示されます。これは少し煩わしいですが、トラブルシューティングには役立ちます。
最新のUEFIファームウェアはこれをベースにしていますが、GUIベースの設定メニュー、起動時間の短縮、そして2TBを超える大容量ディスクのサポートなどが追加されています。BIOSをいじったり、起動優先順位を変更したり、仮想化を有効化したり、オーバークロック設定を調整したりする場合、その情報はすべてここに保存されます。ただし、特定の設定をいじると起動の問題や安定性の問題が発生する場合があるため、変更は慎重に行う必要があります。
BIOS/UEFI はどのように実装されていますか?
もともと、BIOS ファームウェアはマザーボード上にはんだ付けされた ROM チップに保存されていましたが、当時はチップを物理的に交換しなければ変更できなかったため、非常に重要なものでした。これは面倒な作業だったため、BIOS のアップデートは大変な作業で、特別なハードウェアや技術者が必要になることが多かったです。現在、ほとんどの最新マザーボードは EEPROM またはフラッシュ メモリ チップを使用しており、ソフトウェアで再プログラムできます。そのため、マザーボードのユーティリティ内、またはマザーボード メーカーの Windows アプリケーション (ASUS AI Suite や MSI Live Update など) を通じて「BIOS アップデート」などのオプションが表示されることがあります。BIOS をフラッシュするには、ファームウェア ファイルを USB スティックにコピーし、BIOS/UEFI セットアップを起動して「BIOS の更新」を選択してフラッシュする必要がある場合もあります。このプロセス中は電源が安定していることを確認してください。安定していないと、PC が文鎮と化してしまう可能性があります。
ほとんどのシステムでは、ファームウェアアップデートにリカバリ機能（例えば、ファームウェアのコピーが2つ存在するデュアルBIOSセットアップなど）が含まれています。フラッシュに失敗した場合でも、システムはバックアップに復帰できるため、BIOSアップデートの失敗でマシン全体が壊れてしまう可能性があった昔に比べると、多くの手間が省けました。しかし、アップデートの不具合やフラッシュ中の電源喪失は依然として問題を引き起こす可能性があるため、公式の指示に注意深く従うことをお勧めします。
BIOSおよびファームウェアウイルス
かつてBIOSのフラッシュは非常に簡単だったため、BIOSウイルスのようなマルウェアがファームウェアに直接感染する可能性がありました。90年代後半に発生した悪名高いCIHウイルス（チェルノブイリウイルスとも呼ばれる）は、BIOSの内容を消去し、再フラッシュするまでマザーボードを完全に機能停止に陥らせることさえありました。最近では、デジタル署名とセキュアブートにより、起動時にファームウェアの整合性を検証するBIOS/UEFIセキュリティが向上しています。しかし、怪しいソースからBIOSアップデートをダウンロードしたり、感染ファイルを入手したりすると、リスクは残ります。そのため、アップデートは必ずマザーボードメーカーのサイトから直接ダウンロードし、署名がある場合は必ず確認してください。
デュアルBIOSオプションのおかげで、悪意のあるアップデートや不具合のあるアップデートが行われた場合でも、通常はシステムを復元するためのフォールバック機能があります。これはある程度の安心感がありますが、ファームウェアアップデートは常に正規のものであり、検証済みであることを確認することをお勧めします。
まとめ
BIOSは、現在では多くの点でUEFIに取って代わられていますが、数十年にわたりPCの起動ルーチンの基盤となってきました。ハードウェアのチェック、構成、そしてオペレーティングシステムの起動を担っています。ほとんどの場合、BIOSは問題なく動作しますが、BIOS設定の変更やファームウェアのアップデートは、特にフラッシュ中に問題が発生した場合、時に頭痛の種となることがあります。マザーボードメーカーの公式アップデートを慎重に適用することで、悪夢のようなブリッキングを防ぐことができます。起動直後にシステムの問題が発生した場合は、BIOS設定の確認またはリセット、あるいはファームウェアのアップデートで解決できる可能性があります。ただし、BIOS/UEFIはPCの低レベルのゲートキーパーであり、注意深く管理する必要があることを忘れないでください。
まとめ
- BIOS/UEFI は初期のハードウェア チェックと OS の起動を処理します。
- 最新のファームウェアは、古い BIOS よりも柔軟性が高く、機能が豊富です。
- ファームウェアを更新するとバグが修正されたり機能が追加されたりしますが、注意が必要です。
- 変更を加える前にファームウェアをバックアップして検証してください。