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中国 BIOS 新标准“UBIOS”正式发布:华为、统信、软通等单位联合起草

2025-10-22 09:32:48 250

【导语】2025年10月17日,全球计算联盟(GCC)正式发布团体标准《统一基本输入输出系统(UBIOS)接口规范》,标准号为T / GCC 3007—2025。该标准确立了中国首个完整、标准化、可扩展的国产固件体系标准,针对未来芯片发展趋势重构底层理念,统一了计算系统各组件交互方(fāng)式(shì),为(wèi)多(duō)域系(xì)统(tǒng)互(hù)联(lián)提(tí)供(gōng)创(chuàng)新(xīn)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)。

中国 BIOS 新标准“UBIOS”正式发布:华为、统信、软通等单位联合起草

  2025 年(nián) 10 月(yuè) 17 日(rì),由(yóu)全球(qiú)计(jì)算(suàn)联(lián)盟(méng)(GCC)主导(dǎo)的(de)团(tuán)体(tǐ)标(biāo)准(zhǔn)《统(tǒng)一(yī)基(jī)本(běn)输(shū)入(rù)输(shū)出(chū)系(xì)统(tǒng)(UBIOS)接(jiē)口(kǒu)规(guī)范》正式发布,标准号为 T / GCC 3007—2025。

  这一标准的确立,标志着在计算架构日益多元化的今天,中国终于拥有了第一个完整、标准化、可扩展的国产固件体系标准,为基础输入输出系统构建提供标准化框架,提升(shēng)系(xì)统(tǒng)兼(jiān)容(róng)性(xìng)与(yǔ)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)。

  UBIOS 是(shì)计(jì)算(suàn)机(jī)启(qǐ)动(dòng)时(shí)最(zuì)基(jī)础(chǔ)的(de)系(xì)统(tǒng)软(ruǎn)件(jiàn),承(chéng)担(dān)着(zhe)初(chū)始(shǐ)化(huà)硬(yìng)件(jiàn)、引(yǐn)导(dǎo)操(cāo)作(zuò)系(xì)统(tǒng)的(de)核(hé)心(xīn)任(rèn)务(wu),是(shì)连(lián)接芯片硬件与上层软件的桥梁。与当前业界普遍采用的 UEFI 标准不同,UBIOS 针对未来异构计算、Chiplet(芯粒)等先进芯片技术的发展趋势,进行了一次从底层理念出发的重构。

  《统一基本输入输出系统(UBIOS)接口规范》起草单位包括中国电子技术标准化研究院、华为技术有限公司、南京百敖软件有限公司、昆仑太科 (北京) 技术股份有限公司、超聚变数字技术有限公司、四川华鲲振宇智能科技有限责任公司、天翼云科技有限公司、统信软件技术有限公司、河南昆仑技术有限公司、软通计算机有限公司、神州数码集团股份有限公司、中移 (苏州)软件技术有限公司、宝德计算机系统股份有限公司。

  《统一基本输入输出系统(UBIOS)接口规范》规定了计算系统中基本输入输出系统(BIOS)、操作系统(OS)、基板管理控制器(BMC)、外设板卡等各组件间以及 BIOS 内部固件间的交互方式,包括交互架构、交互通道、接口形式等。本文件适用于 BIOS、操作系统、BMC 和外设的设计、开发和测评。

  UBIOS 定义是统一基本输入输出系统(Unified Basic Input Output System),一种支持分布式架构与软硬芯协同的固件框架,包括 UBIOS 接口、统一虚拟总线(Unified Virtual Bus,简称 UVB)、功能标识(Function ID,简称 FID)、信息标识(Information ID,简称 IID)、组件标识(User ID)、UB 处理单元(UB Processing Unit,简称 UBPU)、实体(Entity)等方面的内容。

  该文件是为适应芯片异构化、BIOS 多固件化、外设智能化而设计,统一了 BIOS 与 OS 之间、BIOS 与外设之间以及 BIOS 内部固件间的交互方式,进而延伸到与 BIOS 关联的其他部件,如 BMC 固件、EC 固件。对于主流的异构 SoC,典型系统分层架构如下图所示。

  UBIOS 基础架构包括虚拟总线以及通过虚拟总线传输信息的 UBIOS 接口。UBIOS 接口包括 BIOS 启动 OS 上报信息表、BIOS 的运行时服务功能、BIOS 根据事件触发向 OS 报告的信息、 BIOS 内部多组件间的功能调用和信息报告、BIOS 与其他组件间的功能调用和信息报告等。UBIOS 接口可分为信息上报和功能交互两类。

  UBIOS 的创新性也正体现在这里:UBIOS Interface(统一接口)和 UVB(统一虚拟总线)。

  传统固件中,各硬(yìng)件(jiàn)模(mó)块(kuài)间(jiān)调(diào)用(yòng)关系(xì)复(fù)杂(zá)且(qiě)紧(jǐn)密(mì)耦(ǒu)合(hé),如(rú)同(tóng)每(měi)个(gè)建(jiàn)筑(zhù)都(dōu)有(yǒu)独(dú)特(tè)的(de)锁(suǒ)和(hé)钥(yào)匙(shi),沟(gōu)通(tōng)效(xiào)率(lǜ)低(dī)且(qiě)难(nán)以(yǐ)扩(kuò)展(zhǎn)。UBIOS 提(tí)出(chū)了(le)统(tǒng)一(yī)虚(xū)拟(nǐ)总线(UVB)的概念,以简化 BIOS 内部多固件及 BIOS 与周边组件之间的复杂交互,使各组件都可基于相同的接口定义进行交互。UVB 是面向各种组件提供统一接口的、虚拟的总线。它可以通过不同的物理实体承载,SoC 内所有子系统都可连接到这个(gè)总(zǒng)线(xiàn)上(shàng),SoC 外(wài)围(wéi)部(bù)件(jiàn)也(yě)可(kě)与(yǔ) UVB 相(xiāng)连(lián)。交(jiāo)互(hù)消(xiāo)息(xi)可(kě)通(tōng)过(guò)总(zǒng)线(xiàn)传递,以达到统一各组件间的软件交互方式的目的。

  另外,在一个大型计算系统内可能存在多个小型计算系统,各小型计(jì)算(suàn)系(xì)统(tǒng)通(tōng)过(guò)互(hù)联(lián)总(zǒng)线连接,每个小型计算系统都拥有自己的 SoC 芯片、BIOS、OS,这种情况在本文件中称为多域系统。这个系统可以是对称的,即每个域拥有相同的硬件环境、相同的 BIOS、相同的 OS 等;也可以是非对称的,即各个域的 BIOS、OS 可以不同,常见于异构计算集群中。不论对称还是非对称的多域系统,均可通过 UVB 互联。