در محصولات الکترونیکی واژه‌ی Firmware یا سفت‌افزار، به نرم‌افزاری گفته می‌شود که در سخت‌افزار پنهان است. منظور از فرم‌ویر نرم‌افزار کوچکی است که دستورالعمل لازم برای ارتباط قطعاتی مثل کیبورد و موس، هارددیسک و SSD، کارت گرافیک و از همه مهم‌تر مادربورد با نرم‌افزار که ممکن است سیستم عاملی مثل ویندوز یا لینوکس باشد را فراهم می‌کند. می‌توان گفت که فرم‌ویر پایین‌ترین سطح دسترسی به سخت‌افزار است و اگر مشکل کوچکی در آن وجود داشته باشد، اشکالات جدی در عملکرد سیستم عامل و نرم‌افزارها به وجود می‌آید و به عنوان مثال ویندوز به کلی بوت نمی‌شود! در ادامه با فرم‌ویر و انواع آن و طریقه‌ی بروزرسانی آن، بیشتر آشنا می‌شویم.

فرم‌ویر چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

وقتی یک قطعه‌ی سخت‌افزاری جدید روی کامپیوتر ویندوزی نصب می‌کنیم، می‌بایست درایور یا نرم‌افزار راه‌انداز مربوط به آن را نیز نصب کنیم، البته ممکن است ویندوز در دیتابیس بزرگ خود، اطلاعات مربوط به شناسایی سخت‌افزار جدید را داشته باشد و بدون نصب درایور هم قطعه کار کند.

فرم‌ویر نرم‌افزاری است که یک سطح پایین‌تر از درایور قرار می‌گیرد و در حقیقت بخشی از سیستم عامل و درایورها و نرم‌افزارهای آن محسوب نمی‌شود بلکه جزئی از سخت‌افزار است. فرم‌ویر اساساً نوعی نرم‌افزار است ولیکن به علت اینکه در سخت‌افزار تعبیه و پنهان شده، به آن سفت‌افزار (واژه‌ی Firm به معنی سفت و محکم) گفته می‌شود. اما توجه کنید که فرم‌ویر را می‌توان دستکاری و بروز کرد و لذا مثل سخت‌افزار، کاملاً سفت و بی‌تغییر نیست!

انواع فرم‌ویر: BIOS کارت گرافیک و مادربورد و غیره

BIOS اولین نرم‌افزاری است که پس از روشن کردن کامپیوتر اجرا می‌شود و همان‌طور که از نامش پیداست، ابزار پایه‌ای  برای مدیریت ورودی و خروجی‌هاست. بایوس مادربورد پس از اجرا، با قطعات مختلفی که شناسایی می‌شود، تعامل دارد و خطاها و تنظیمات پایه‌ای را بررسی می‌کند. اگه همه‌چیز مرتب باشد و به عنوان مثال قطعه‌ای کم نباشد و دمای قطعاتی مثل پردازنده، مجاز باشد، بایوس کار را ادامه می‌دهد و نرم‌افزاری به اسم Bootloader‌ را اجرا می‌کند.

بوت‌لودر روی هارددیسک یا SSD و همین‌طور درایوهای USB قرار گرفته است و در حقیقت ممکن است یک بوت‌لودر وجود نداشته باشد. می‌توان انتخاب کرد که کدام بوت‌لودر در اولویت است. پس از اجرای بوت‌لودر، سیستم عاملی مثل ویندوز اجرا می‌شود و کنترل کامپیوتر را به دست می‌گیرد.

در تصویر زیر نمونه‌ای از تنظیمات بایوس و انتخاب اولین ابزار Boot را مشاهده می‌کنید، محیطی ساده و غیرگرافیکی که صرفاً کیبورد در آن کار می‌کند:

بایوس قدمتی بیش از دو دهه دارد، کدنویسی آن ۱۶ بیتی است، حال آنکه در حال حاضر پردازنده‌های ۳۲ و ۶۴ بیتی شده‌اند. برای اطلاعات بیشتر در مورد نرم‌افزار و سیستم عامل ۶۴ بیتی، به مقاله‌ای که قبلاً تهیه کردیم توجه کنید:

بایوس با توجه به قدمتی که دارد، از تکنولوژی‌های بروز پشتیبانی نمی‌کند. به عنوان مثال در محیط تنظیمات بایوس نمی‌توان از موس استفاده کرد! اجرای بوت‌لودر هم به همین‌صورت محدودتر است. نسخه‌ی امروزی بایوس با نامی متفاوت در مادربوردها به کار می‌رود. UEFI یا EFI به واسط فرم‌ویری گفته می‌شود که قابلیت توسعه دارد و در صورت نیاز، استفاده از موس، محیط گرافیکی‌تر و اجرای بوت کردن با تنظیمات پیشرفته‌تر و قابلیت‌های بیشتر، پشتیبانی می‌شود.

تصویر زیر UEFI یکی از مادربوردهای ایسوس است. ظاهر UEFI کاملاً گرافیکی است:

فرم‌ویر (Firmware) چیست؟ بایوس و UEFI و روش بروزرسانی فرم‌ویر قطعات چگونه است؟

EFI و UEFI جایگزین BIOS در مادربوردهای امروزی

همان‌طور که اشاره شد، این روزها بایوس در مادربوردها کاربرد ندارد بلکه UEFI با امکانات بیشتر و طراحی جذاب‌تر، جای بایوس را گرفته است. EFI مخفف Extensible Firmware Interface و به معنی واسط فریم‌ویری قابل‌توسعه است. UEFI نیز یک EFI یکپارچه (Unified) است. EFI پس از روشن کردن کامپیوتر، دستوراتی را توسط CPU اجرا می‌کند که نتایج جالب توجهی دارد.

فرم‌ویر (Firmware) چیست؟ بایوس و UEFI و روش بروزرسانی فرم‌ویر قطعات چگونه است؟

به عنوان مثال در UEFI مادربوردهای امروزی، گزینه‌ای به اسم Secure Boot یا بوت امن داریم. EFI پس از روشن شدن سیستم، بوت کردن را محدود می‌کند و تنها نرم‌افزار یا نرم‌افزارهایی که سازنده‌ی کامپیوتر مجاز و امن دانسته، بوت می‌شود. به عبارت دیگر کاربر می‌تواند از بوت کردن وسایلی مثل سی‌دی سیستم عامل‌های لایو و درایوهای USB بوت‌ابل که نرم‌افزارهای خاصی رویشان نصب شده و دسترسی به اطلاعات هارددیسک را ممکن می‌کنند، جلوگیری کند! و این یعنی دور زدن لایه‌های امنیتی بسیار مشکل است.

تفاوت Firmware با Driver و نرم‌افزارها چیست؟

همان‌طور که قبلاً توضیح دادیم، فرم‌ویر در سخت‌افزار جای می‌گیرد و درایور واسطه‌ای بین نرم‌افزار و فرم‌ویر است. فرم‌ویر قطعات سخت‌افزاری، پس از روشن شدن سیستم مشغول به کار می‌شود اما درایور را سیستم عامل در زمان لازم اجرا می‌کند. نرم‌افزارها و همین‌طور سیستم عامل، به کمک درایور و سپس فرم‌ویر با سخت‌افزار ارتباط برقرار می‌کنند.

درایور یا نرم‌افزار راه‌انداز و همین‌طور فرم‌ویر، هر دو مجموعه‌ای از دستورات هستند ولیکن معمولاً کسی به این دو گونه‌ی خاص نرم‌افزار، Software یا اپلیکیشن نمی‌گوید چرا که عملکرد و کاربردشان کاملاً متفاوت است. به عنوان مثال می‌توان نرم‌افزار را کپی کرد، تغییر داد، حذف و آن‌اینستال کرد و با توجه به اینکه روی هارددیسک یا رم قرار گرفته، می‌توان حین اجرا هم داده‌ها را تغییر داد و به عبارت دیگر نرم‌افزار را هک کرد. اما در مورد فرم‌ویر که روی حافظه‌ای کوچک در هر قطعه‌ی سخت‌افزار ذخیره شده، تغییر و دستکاری به مراتب مشکل‌تر است و کاربران معمولی نمی‌توانند به آن دسترسی داشته باشند.

نرم‌افزارها و اپ‌ها مرتباً بروز می‌شوند اما بروز کردن فرم‌ویر در صورتی که همه چیز صحیح و سالم کار کند و امنیت برقرار باشد، توصیه نمی‌شود. به علاوه بروزرسانی‌هایی که برای فرم‌ویری مثل بایوس مادربورد یا لپ‌تاپ عرضه می‌شود، بسیار کم‌تعداد است.

چگونه نسخه‌ی فرم‌ویر مادربورد، لپ‌تاپ و SSD و ... را بررسی کنیم؟

در حالت کلی برای چک کردن و اطلاع از نسخه‌ی فعلی فرم‌ویر، کافی است به دیوایس منیجر ویندوز رجوع کنید. در ویندوز ۸ و نسخه‌های بعدی، روی منوی استارت راست‌کلیک کنید و Device Manager‌ را انتخاب کنید و در نسخه‌های قبلی، در منوی استارت عبارت Device Manager‌ را جست‌وجو کنید. پس از اجرا کردن دیوایس منیجر، لیستی از تمام قطعات سخت‌افزاری خواهید دید. در این لیست قطعه‌ای که موردنظرتان است را پیدا کنید و روی آن راست‌کلیک کنید. گزینه‌ی آخر یعنی Properties را انتخاب کنید.

در پنجره‌ی خواص یا پراپرتیز، روی تب Details کلیک کنید و از منوی کرکره‌ای موجود در این تب، گزینه‌ی Hardware id‌ را انتخاب کنید. احتمالاً یک کد ظاهراً بی‌معنی را خواهید دید که با جست‌وجو کردن آن، می‌توان در باب موجود بودن بروزرسانی جدید تحقیق کرد.

فرم‌ویر (Firmware) چیست؟ بایوس و UEFI و روش بروزرسانی فرم‌ویر قطعات چگونه است؟

اگر بایوس مادربورد یا مادربورد لپ‌تاپ مدنظر است، کلید ترکیبی Windows + R‌ را فشار دهید و در پنجره‌ی Run، عبارت msinfo32‌ را وارد کرده و کلید اینتر را فشار دهید.

فرم‌ویر (Firmware) چیست؟ بایوس و UEFI و روش بروزرسانی فرم‌ویر قطعات چگونه است؟

در پنجره‌ی System Information، اطلاعات کاملی در مورد سخت‌افزار ارایه می‌شود. در سمت راست به دنبال گزینه‌ای مثل BIOS Version باشید و حتی ممکن است تاریخ انتشار بایوسی که در حال حاضر روی مادربورد نصب شده، ذکر شود.

فرم‌ویر (Firmware) چیست؟ بایوس و UEFI و روش بروزرسانی فرم‌ویر قطعات چگونه است؟

چگونه بایوس یا فرم‌ویر را بروز کنیم؟

برای بروز کردن فرم‌ویر یا بایوس هر قطعه، می‌بایست به دستورالعمل سازنده توجه کرد. معمولاً سازندگان لپ‌تاپ و مادربورد و گاهی سازندگان کارت گرافیک، بایوس جدید را منتشر می‌کنند و برای بروز کردن آن نیز نرم‌افزاری خاص عرضه می‌کنند. برای بروز کردن فرم‌ویر یک درایو SSD یا یک مادربورد، می‌بایست دقیقاً از روشی که سازنده مشخص کرده، عمل کرد چرا که در غیر این صورت ممکن است مادربورد یا لپ‌تاپ آسیب ببیند و ویندوز و هیچ نرم‌افزار دیگری را اجرا نکند!

حین بروزرسانی توجه کنید که برق قطعه نشود و باتری در لپ‌تاپ قرار داشته باشد. اگر منبع برق اضطراری قابل‌اعتماد مثل UPS در اختیار دارید، بهتر است موقتاً از آن استفاده کنید چرا که در صورت بروز شدن ناقص فرم‌ویر، معمولاً می‌بایست تراشه‌ی حافظه‌ی بایوس را به صورت دستی و توسط ابزاری به اسم پروگرمر، پروگرم کرد (پروگرم کردن به معنی کپی کردن برنامه در ‌تراشه‌هاست) که امری پیچیده و هزینه‌بر است.

فرم‌ویر (Firmware) چیست؟ بایوس و UEFI و روش بروزرسانی فرم‌ویر قطعات چگونه است؟