BIOSとは?PCの電源を入れたときに最初に動くファームウェアの役割

システム開発・テクノロジー
BIOSとは?ざっくりと3行で
  • PCの電源を入れたときに最初に起動してCPU・メモリ・ストレージなどのハードウェアを初期化し、OSを起動するための準備を行う基本的なファームウェアのこと
  • Basic Input/Output System(基本入出力システム)の略で、マザーボード上のROMチップに格納されており、電源を切っても消えない不揮発性のプログラムだ
  • 現代のPCでは旧来のBIOSに代わってUEFI(Unified Extensible Firmware Interface)が主流になっており、2TB以上のディスク対応・高速起動・セキュアブート・GUIなど多くの改善が加えられている

【深掘り】これだけ知ってればOK!

BIOSがやることを理解しよう。電源ボタンを押すと、まずBIOSが起動する。POST(Power-On Self Test)でCPU・メモリ・キーボード・グラフィックカードなどのハードウェアが正常に動作するか自動的にテストする。問題があればビープ音のパターンでエラーを知らせる。問題なければ、設定されたブートデバイス(HDD・SSD・USBメモリ・DVDなど)の優先順位に従ってOSのブートローダーを読み込む。

BIOSの主な設定項目を理解しよう。ブート順序(Boot Order):どのデバイスから起動するかの優先順位。USBから起動してOSインストールする際に変更が必要。仮想化機能の有効化:VM(仮想マシン)を使う場合にVT-x(Intel)またはAMD-Vを有効にする必要がある。セキュアブート:UEFIの機能で署名されていないOSのブートを禁止する。

BIOSとUEFIの主な違いを整理しよう。対応ディスクサイズ:旧BIOSはMBR方式で最大2TBまで、UEFIはGPT方式で事実上無制限。起動速度:UEFIは旧BIOSより高速起動できる。セキュリティ:UEFIのセキュアブートは署名されていないOSやブートローダーを拒否してマルウェアの起動を防ぐ。インターフェース:旧BIOSはテキストUI・UEFIはGUI(マウス操作可能)。

BIOS設定画面への入り方はメーカーによって異なる。一般的なキーはDell・Lenovo・ASUSはF2、HP・MSIはF10、ASRockはDelキーまたはF2。Windowsからは「設定→システム→回復→今すぐ再起動→トラブルシューティング→詳細オプション→UEFIファームウェアの設定」からアクセスできる。電源ボタンを押した直後に素早く押す必要があり、タイミングが難しい場合はWindowsの設定経由が確実だ。

BIOS(UEFI)に関するセキュリティの注意点として、BIOSパスワードの設定がある。起動時パスワードを設定することで、物理的にアクセスしたユーザーでもBIOS設定の変更やOSの起動を制限できる。法人PCや持ち出しノートPCのセキュリティ対策として有効だ。

よくある誤解

BIOSはWindowsのプログラムだと思っている

BIOSはOSよりも低いレベルのファームウェアで、マザーボードに格納されている。WindowsはBIOSの後に起動するプログラムで、Windowsを再インストールしてもBIOSは消えない。BIOSはOSに依存せず、LinuxもBIOS/UEFIの後に起動する。

BIOS設定を変えるとPCが壊れると思っている

BIOS設定の変更で恒久的にPCが壊れることは基本的にない。設定を間違えた場合はBIOS設定画面でLoad Optimized Defaultsを選択すれば初期状態に戻せる。ただしオーバークロック設定を誤ると熱暴走・起動不能になることがあるため、オーバークロックは上級者向けの作業だ。

会話での使われ方

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VMwareでLinuxを動かしたいんですが、うまくいきません。BIOS設定で仮想化(VT-x)が無効になっているかもしれません。F2でBIOSに入って有効化してください。

IT担当者が仮想マシンのセットアップで詰まっている後輩に対してBIOS設定の確認を指示している場面。

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USBからOSをインストールしたいので、BIOS設定でUSBをHDDより先に読み込むようにブート順序を変更してください。

PCのセットアップ担当者がOSインストールのためのBIOS設定変更の手順を説明している場面。

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新しいPCにWindows 11が入らないんですが。UEFI設定でセキュアブートとTPM 2.0が有効になっているか確認してください。Windows 11の必須要件です。

IT担当者がWindows 11のシステム要件とBIOS/UEFI設定の確認を依頼している場面。

【まとめ】3つのポイント

  • PCの電源投入から最初に動いてハードウェアを初期化しOSを渡す:POST→ハードウェア初期化→ブートデバイスからOSローダー読み込みという一連の処理を担うファームウェアで、OSが動く土台を整える役割を持つ
  • 現代ではUEFIが主流で2TB超え対応・セキュアブート・高速起動が特徴:旧BIOSの制限(2TB・テキストUI・低速起動)を解消したUEFIがほぼ全ての現代PCで採用されており、Windows 11のTPM 2.0・セキュアブート要件もUEFI前提の設計だ
  • 仮想化の有効化・ブート順序・セキュアブートが主な設定ポイント:VMwareやHyper-Vを使う場合のVT-x有効化・OSインストール時のUSBブート設定・Windows 11に必要なセキュアブートとTPM設定がBIOS/UEFIで最もよく変更される設定項目だ

よくある質問

Q
BIOS設定画面に入るためのキーはどれですか?
A

メーカーによって異なります。Dellは通常F2、HPはF10またはF6、Lenovoはデスクトップ用はF1やDelキー・ノートはF2、ASUS・GigabyteはDeleteキーが多いです。電源ボタンを押した直後からロゴが表示されるまでの間に素早く押す必要があります。

Q
UEFIとBIOSはどう違いますか?
A

旧来のBIOSはMBRパーティション方式で最大2TBのディスク・テキストUIのみ対応でした。UEFIはGPTパーティション方式で事実上無制限のディスク容量・GUIインターフェース・セキュアブート・高速起動が可能になっています。現代のPCはほぼ全てUEFI搭載です。

Q
BIOSのパスワードを忘れた場合はどうすればいいですか?
A

ノートPCのBIOSパスワードを忘れた場合は通常メーカーのサポートに連絡する必要があります。デスクトップPCはマザーボードのCMOSクリアジャンパーを短絡させることでBIOS設定をリセットできますが、専門家に依頼することをお勧めします。

Q
BIOSのアップデートは必要ですか?
A

重大なセキュリティ脆弱性への対応・新しいCPUやメモリへのサポート追加・バグ修正のためにアップデートが提供されます。ただしBIOSアップデート中に電源が切れると最悪マザーボードが起動不能になるリスクがあるため、必要性と安定性を確認してから慎重に行う必要があります。

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【出典】参考URL

https://uefi.org/specifications :UEFI Forumの公式仕様書
https://support.microsoft.com/ja-jp/windows/uefi-bios-settings-for-windows :MicrosoftのUEFI・BIOS設定の説明
https://e-words.jp/w/BIOS.html :IT用語辞典 e-Words「BIOS」

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