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Enhancing Your UEFI BIOS for Windows 7 (UEFI BIOS を Windows 7 用に拡張する) Windows Summit 2010 3/13/2017 Enhancing Your UEFI BIOS for Windows 7 (UEFI BIOS を Windows 7 用に拡張する) Mark Svancarek Principal Program Manager Microsoft Corporation © 2010 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

議題 Windows® 7 で高速 Power-On Self Test (POST) を作成する理由 UEFI とは? Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) のブート時間の概要 パフォーマンス向上の達成 サンプルの結果 Windows 7 のその他の考慮事項 皆様へのお願い リソース

Windows 7 で高速 POST を作成する理由 一般に Windows 7 は、ハードウェアが同じ場合に、POST 時間の長さが目立つ Windows Vista® と比較して高速である。 高速 POST はメインストリームになりつつある。 昨年と比較して POST の中央値は 3 秒短くなっている (11 秒 → 8 秒) しかし、一部に非常に低速の POST も 残っている。 2010 年の POST 時間 2009 年の POST 時間 測定したラップトップの率 2009 年の POST 時間 秒単位の時間 (短いほど良好)

オペレーティング システム (OS) のブート UEFI とは? Pre Verifier UEFI インターフェイス 検証 OS なしの アプリ PEI コア デバイス、 バス、 サービス ドライバー UEFI シェル CPU 初期化 チップセット 初期化 一時的な OS ブート ローダー ボード 初期化 ブート マネージャー OS ありの アプリケーション EFI ドライバー ディスパッチャー 最終的な OS の ブート ローダー 最終的な OS 環境 アーキテクチャ プロトコル セキュリティ (SEC) Pre-EFI Initialization (PEI) Driver Execution Environment (DXE) ブート デバイス 選択 (BDS) Transient System Load (TSL) Run Time (RT) 電源オン プラットフォーム初期化 オペレーティング システム (OS) のブート シャットダウン 出典: Intel Corporation

UEFI 初期化フェーズ SEC (セキュリティ) フェーズ Pre-EFI Initialization (PEI) フェーズ CPU の初期化を開始し、CPU キャッシュに一時スタックを生成 Pre-EFI Initialization (PEI) フェーズ CPU 初期化の終了 DRAM の検出 ブート モードの判定 (コールド ブート、S3、S4) Driver Execution Environment (DXE) フェーズ 残りのシステム ハードウェアを初期化するドライバーの読み込み Boot Device Selection (BDS)フェーズ ブート デバイスの検出 オペレーティング システムの読み込みと制御の委譲

一般的な UEFI 初期化時間 フェーズ 時間 SEC 1.638 秒 PEI 2.647 秒 DXE 1.296 秒 BDS 3.139 秒 合計時間: 8.720 秒 出典: Insyde Software Corporation プラットフォーム: Intel® Mobile Reference Platform、Intel® Core i7-920XM Processor Extreme Edition

SEC 速度の改善 SEC ドライバーと PEI ドライバーのすべてを 1 つの 64 KB ブロックのフラッシュ メモリに 集約する No-Eviction モード (NEM) が有効になる前にすべて のコードがプロセッサ キャッシュに入れられている ことが必要 NEM 領域外のコードの実行は非常に低速 CPU スロットルを最小に設定する (最大電力を実現する) 検索しなくてすむよう、CPU マイクロコード を 1 セットのみ格納

PEI 速度の改善 メモリの初期化を制限する メモリの検出を制限する 既定で RAM をテストしない 誤り訂正符号 (ECC) が必要でハードウェア サポートがない場合を除き、コードによって メモリをゼロにクリアしない メモリの検出を制限する 閉じたシステムで Serial Presence Detect (SPD) を読み取らない

DXE 速度の改善 DXE ディスパッチャーは DXE ドライバー を総当たり方式で読み込んで実行する ドライバーの順序付けにより、依存性を最小限 に抑える ドライバーの順序付けをハードコード化しない レガシーの PS/2 デバイスは使用しない 高速 USB デバイスを使用する 余分な SATA チャネルやその他の冗長デバ イスを初期化しない

DXE 速度の改善 (続き) レガシーのオプション ROM は使用しない レガシーのビデオは使用しない レガシーのオプション コードを UEFI ドライ バーと UEFI オプション ROM に置換する デバイスが必要な場合を除き、オプション ROM を初期化しない レガシーのビデオは使用しない 高速な UEFI デバイス ドライバーを使用する コンソール リダイレクトを使用する DXE ドライバーのタイミングを分析する

DXE ドライバー分析の使用 BIOS メーカー提供のツールを使用してドライバーの読み込み時間を測定する 外れ値を探す 名前 時間 名前 Hiidatabase 10 mS crc32sectionextract 9 mS Fwblockservice 2 mS Ftwlite Variable 11 mS Setuputility Miscsubclass 8 mS Mpcpu 94 mS Smbiosmemory 61 mS Satacontroller 146 mS 名前 時間 Acpiplatform 38 mS Legacybios Ahci 66 mS Smmruntime 1 mS Smmfwblockservice Smmftw 49 mS Powermanagement2 2 mS Smmplatform smmbase 30 mS Biosvideo 273 mS その他 出典: Insyde Software Corporation プラットフォーム: Intel Mobile、Core i7-920XM EE を使用

DXE ドライバー分析の使用 (続き) ユーザー用モジュールの一覧を分析 する 非表示の項目は、下記に該当しない 限り実行しない ユーザーの判断 モジュール 1 必須 モジュール 2 削除 モジュール 3 モジュール 4 モジュール 5 非表示 モジュール 6 モジュール 7 モジュール 8 モジュール 9 ユーザー用モジュールの一覧を分析 する 保持する機能、削除する機能、または 非表示にする機能を決定する 非表示の項目は、下記に該当しない 限り実行しない 構成変更後の初回ブート時 前回のブートが失敗した時 Pre-POST ホットキーが押された時 ドライバーを非表示または削除する ことによって POST を大幅に高速化 できる

BDS 速度の改善 ブート デバイスを事前に選択しておく 検索すると非常に時間がかかる ほとんど場合、システムは同じデバイスから ブートする ソリッドステート ドライブ (SSD) または ハード ディスク ドライブ (HDD) をデフォ ルトにする DVD をデフォルトにしない 密度と価格の面で可能な場合は、SSD を 使用する

その他の改善の実現 コンパイラーの最適化方法を適切に選択する 埋め込みコントローラー (EC) のパフォーマンスに ついて調査する UEFI は C で書かれている 最大速度が有効になっていることを確認する 埋め込みコントローラー (EC) のパフォーマンスに ついて調査する バッテリ、電源、およびその他を管理する 低速バッテリおよび電源デバイスの使用を最低限に 抑える UEFI を、EC の背後にある Serial Peripheral Interface (SPI) フラッシュに配置しない SPI フラッシュから I/O ハブ (サウスブリッジ) への直接接続を 使用する

実世界での結果 フェーズ 最適化前 最適化後 EC 2.0 秒 0.5 秒 SEC 0.3 秒 0.2 秒 PEI 3.4 秒 2.8 秒 DXE 0.8 秒 BDS 5.3 秒 2.4 秒 合計 11.8 秒 6.6 秒 出典: Insyde Software Corporation プラットフォーム: Hewlett Packard DV4-1145go

リファレンス ボードの結果 フェーズ 最適化前 最適化後 "極限" の 最適化 Windows Summit 2010 3/13/2017 EC 適用なし SEC 1.6 秒 0.1 秒 0.04 秒 PEI 2.7 秒 1.0 秒 0.5 秒 DXE 1.3 秒 0.6 秒 BDS 3.1 秒 3.5 秒 0.8 秒 合計 8.7 秒 5.6 秒 1.9 秒 出典: Insyde Software Corporation プラットフォーム: Intel Mobile、Core i7-920XM EE を使用 © 2010 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

BIOS の互換性 BIOS の互換性サポート モジュール (CSM) は小さくする Windows 7 は、ストレージに対する Int13 のサ ポートが不要 代わりに UEFI インターフェイスを使用 通常は、CSM なしでビデオ BIOS の初期化が 可能 Int10 は引き続き必要、ただし POST 中ではない ビデオ BIOS は C0000 セグメントにあり、リアル モード IDT は物理アドレス 0x0 になければならない

BIOS の互換性 (続き) Int13 Enhanced Disk Drive 拡張でデバイスのパスを正しく指定する レガシー BIOS は HDD への物理パスを認識するメカニズムを装備 例: PCI Express 向けのバス/デバイス/機能、 IDE コントローラー、およびマスター Windows 7 は EDD デバイス パスに依存しない レガシー BIOS の実装の大半で、この情報の割り当てが不正確 Int13 ではなく UEFI ドライバーを使用する

ACPI の実装 Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) で 一般的な互換性の問題がないか確認する AcpiReclaimMemory メモリ領域は、自己責任で使用する コピー後に OS が再要求する場合がある 通常は ACPI テーブルのプラットフォームで使用する Windows 7 は、このメモリを要求せず、ACPI ファームウェアが このメモリへのアクセスを試みないことを確認しない バッテリ関連の問題を回避する バッテリの状態が正しくレポートされていることを確認する バッテリの総容量が正しくレポートされていることを確認する 製品をアクティベーションできるようにする ソフトウェア ライセンス (SLIC) テーブルがない場合や適切でな い場合は、エンタープライズのライセンスがブロックされること がある

Windows 7 のその他の考慮事項 機能低下を防ぐために、基準値を測定する 電源遷移の測定には Windows Logo Kit を使用 Windows Vista で高い目標がなかった場合は特に重要 文書化されていない Windows の動作に対して依 存がないことを検証する 例: S3 再開後に各 CPU の Memory Type Range Register (MTRR) をリストアする オペレーティング システムでこれを実行する場合は、 400 ミリ秒程度を追加 Windows 7 の新機能であるプロセッサ タイムスタンプ カウン ター (TSC) の同期に要する時間にも影響

Windows 7 のその他の考慮事項 (続き) 64 ビットのオペレーティング システムと 4 GB の互換性 を検証する Windows Vista SP1 の時期から 4 GB RAM マシンが一般化 4 GB RAM のサポートには 64 ビットのオペレーティング システム が必要 CD-ROM または DVD から 64 ビットの ISO イメージを確認 ソリッドステート ドライブ (SSD) の互換性を検証する SSD は Windows 7 を搭載するハイエンドとローエンドの両マシン で一般化 競合条件やその他の互換性の問題がないことを検証 ブートおよび休止状態の両方での使用事例を検証

皆様へのお願い 貴社の BIOS チームと連携して、 POST の速度および互換性を向上してください。 ODM (相手先ブランド設計製造) 業者に対して POST 時間を指定してください。 ODM に対して最小ハードウェア パフォーマンスの標準を指定してください。 ハードウェア メーカーからネイティブ UEFI ドライバーとオプション ROM を 必要としてください。 ブート時間を改善するために、最新の UEFI 仕様と UEFI プ ラットフォーム初期化 (PI) 仕様を使用してください。 下記の Windows Summit 2010 プレゼンテーションを参照し てください。 SYS-T175: On/Off Scenarios: Common Issues, Recommendations, and Best Practices (オン/オフ シナリオ: 一般的な問題点、推奨事項、およびベスト プラクティス) SYS-T176: On/Off Scenarios: Performance Analysis and Diagnosis Overview (オン/オフ シナリオ: パフォーマンス解析および診断の概要) このセッションの発表について、評価フォームへの記入を お願いいたします。

リソース 仕様および実装に関するサイト Microsoft の UEFI サポートおよび要件へのリンク www.uefi.org, www.intel.com/technology/efi, www.tianocore.org Microsoft の UEFI サポートおよび要件へのリンク http://www.microsoft.com/japan/whdc/system/platform/firmware/uefireg .mspx ホワイト ペーパー: Windows 7 を実行する PC 用のファー ムウェアの拡張 http://www.microsoft.com/japan/whdc/system/platform/firmware/Firmwa reEnhance_Win7.mspx Beyond BIOS: Implementing the Unified Extensible Firmware Interface with Intel’s Framework www.intel.com/intelpress ワシントン州 デュポンの Intel による UEFI Plugfest Event 2010 年 6 月 22 ～ 25 日 www.uefi.org 24

Windows Summit 2010 3/13/2017 © 2010 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. © 2010 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.