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  可延伸韌體介面(EFI)最初是由英特爾開發,於2002年12月英特爾釋出其訂定的版本——1.1版,之後英特爾不再有其他關於EFI的規範格式釋出。有關EFI的規範,英特爾已於2005年將此規範格式交由UEFI論壇來推廣與發展,後來並更改名稱為Unified EFI(UEFI)。UEFI論壇於2007年1月7日釋出併發放2.1版本的規格,其中較1.1版本增加與改進了加密編碼(cryptography)、網路認證(network authentication)與使用者介面架構(User Interface Architecture)。

  2009年5月9日,釋出2.3版本。截至今日為止,2.7版是最新的公開的版本。

  眾所周知,英特爾在近二十年來引領以x86系列處理器為基礎的PC技術潮流,其產品如CPU,晶片組等在PC生產線中佔據絕對領導的位置。因此,不少人認為此舉顯示英特爾公司欲染指韌體產品市場的野心。事實上,EFI技術源於英特爾安騰處理器(Itanium)平臺的推出。安騰處理器是英特爾瞄準伺服器高階市場投入近十年研發力量設計產生的與x86系列完全不同的64位新架構。在x86系列處理器進入32位的時代,由於相容性的原因,新的處理器(80386)保留16位的執行方式(真實模式),此後多次處理器的升級換代都保留這種執行方式。甚至在包含EM64T技術的至強系列處理器中,處理器加電啟動時仍然會切換到16位的真實模式下執行(BIOS)。英特爾將這種情況歸咎於BIOS技術的發展緩慢。自從IBM PC相容機廠商通過淨室的方式複製出第一套BIOS源程式,BIOS就以16位彙編程式碼,暫存器引數呼叫方式,靜態連結,以及1MB以下記憶體固定編址的形式存在十幾年。雖然由於各大BIOS廠商近年來的努力,有許多新元素新增到產品中,如PnP BIOS、ACPI、傳統USB裝置支援等等,但BIOS的根本性質沒有得到任何改變。這迫使英特爾在開發新的處理器時,都必須考慮加進使效能大大降低的相容模式。用一個比喻來講:這就像保時捷新一代的全自排跑車,被人套上去一個蹩腳打檔器。  然而,安騰處理器並沒有這樣的顧慮,它是一個新生的處理器架構,系統韌體和作業系統之間的介面都可以完全重新定義。並且這一次,英特爾將其定義為一個可擴充套件的,標準化的韌體介面規範,不同於傳統BIOS的固定的,缺乏文件的,完全基於經驗和晦澀約定的一個事實標準。基於EFI的第一套系統產品的出現至今已經有五年的時間,如今,英特爾試圖將成功運用在高階伺服器上的技術推廣到市場佔有率更有優勢的PC產品線中,並承諾在2006年間會投入全力的技術支援。

  二者顯著的區別就是UEFI是用模組化,C語言風格的引數堆疊傳遞方式,動態連結的形式構建的系統,較BIOS而言更易於實現,容錯和糾錯特性更強,縮短了系統研發的時間。它可以執行於x86-64、IA32、IA64等架構上(在個人電腦上通常是x86-64平臺),突破傳統16位程式碼的定址能力,達到處理器的最大定址。它利用載入EFI驅動程式的形式,識別及操作硬體,不同於BIOS利用掛載真真實模式中斷的方式增加硬體功能。後者必須將一段類似於驅動程式的16位程式碼(如RAID卡的Option ROM)放置在固定的至之間儲存區中,執行這段程式碼的初始化部分,它將掛載真實模式下約定的中斷向量向其他程式提供服務。例如,VGA圖形及文字輸出中斷(INT 10h),磁碟存取中斷服務(INT 13h)等等。由於這段儲存空間有限(128KB),BIOS對於所需放置的驅動程式程式碼大小超過空間大小的情況無能為力。另外,BIOS的硬體服務程式都以16位程式碼的形式存在,這就給執行於增強模式的作業系統訪問其服務造成了困難。因此BIOS提供的服務在現實中只能提供給作業系統載入程式或MS-DOS類作業系統使用。而UEFI系統下的驅動程式可以由EFI Byte Code(EBC)編寫而成,EFI Byte Code是一組專用於EFI驅動程式的虛擬機器器語言,必須在EFI驅動程式執行環境(Driver Execution Environment,或DXE)下被解釋執行。採用EBC編寫的EFI驅動程式擁有向下相容性,打個比方說,一個帶有EFI驅動程式的擴充套件裝置,既可以將其安裝在安騰處理器的系統中,也可以安裝於支援UEFI的64位/32位PC系統中,而它的EFI驅動不需要重新編寫。這樣就無需對系統升級帶來的相容性因素作考慮。另外,由於EFI驅動程式開發簡單,所有的PC部件提供商都可以參與,情形非常類似於現代作業系統的開發模式,這個開發模式曾使Windows在短短的兩三年時間內成為功能強大,效能優越的作業系統。基於EFI的驅動模型可以使UEFI系統接觸到所有的硬體功能,在作業系統執行以前瀏覽全球資訊網站,實現圖形化、多語言的BIOS設定介面,或者無需執行作業系統即可線上更新BIOS等等不再是天方夜譚,甚至實現起來也非常簡單。這對基於傳統BIOS的系統來說是件難以實現的任務,在BIOS中新增幾個簡單的USB裝置支援都曾使很多BIOS設計師痛苦萬分,更何況除了新增對無數網路硬體的支援外,還得憑空構建一個16位模式下的TCP/IP協議棧。  一些人認為BIOS只不過是由於相容性問題遺留下來的無足輕重的部分,不值得為它花費太大的升級努力。而反對者認為,當BIOS的出現約制了PC技術的發展時,必須有人對它作必要的改變。

  UEFI在概念上非常類似於一個低階的作業系統,並且具有操控所有硬體資源的能力。不少人感覺它的不斷髮展將有可能代替現代的作業系統。事實上,EFI的締造者們在第一版規範出臺時就將EFI的能力限制於不足以威脅作業系統的統治地位。首先,它只是硬體和預啟動軟體間的介面規範;其次,UEFI環境下不提供中斷的機制,也就是說每個EFI驅動程式必須用輪詢(polling)的方式來檢查硬體狀態,並且需要以解釋的方式執行,較作業系統下的機械碼驅動效率更低;再則,UEFI系統不提供複雜的快取器保護功能,它只具備簡單的快取器管理機制,具體來說就是指執行在x64或x86處理器的64位元模式或保護模式下,以最大定址能力為限把快取器分為一個平坦的段(Segment),所有的程式都有許可權存取任何一段位置,並不提供真實的保護服務。當UEFI所有元件載入完畢時,便會啟動作業系統的啟動程式,如果UEFI韌體內建EFI Shell,也可以啟動EFI Shell命令提示(部分UEFI韌體內建EFI Shell),在這裡,使用者可以調入執行EFI應用程式,這些EFI程式可以是OEM提供的硬體檢測軟體,OEM提供的備份軟體,開機管理軟體,作業系統的啟動程式等等,也可以載入EFI分割槽(ESP)中的EFI驅動程式(如檔案系統驅動程式)。EFI應用程式和EFI驅動程式可以是PE格式的.efi檔案,可用C語言編寫。在UEFI開機模式下,作業系統的啟動程式也是EFI應用程式,啟動程式的EFI檔案儲存在EFI系統分割槽(ESP)上。理論上來說,對於EFI應用程式的功能並沒有任何限制,任何人都可以編寫這類軟體,並且效果較以前MS-DOS下的軟體更華麗,功能更強大。一旦引導軟體將控制權交給作業系統,所有用於引導的服務程式碼將全部停止工作,部分執行時,代服務程式還可以繼續工作,以便於作業系統一時無法找到特定裝置的驅動程式時,該裝置還可以繼續被使用。  UEFI韌體區分架構,在UEFI開機模式下,通常只能執行特定架構的UEFI作業系統和特定架構的EFI應用程式(EBC程式除外)。比如,採用64位元UEFI韌體的PC,在UEFI開機模式下只能執行64位元作業系統啟動程式;而在Legacy開機模式(即BIOS相容開機模式)下,通常不區分作業系統的位元數,既可以執行16位元的作業系統(如DOS),也可以執行32位元或64位元的作業系統,和BIOS一樣。

  一般認為,UEFI由以下幾個部分組成:  在實現中,統一可延伸韌體介面(UEFI)初始化模組和驅動執行環境通常被整合在一個只讀儲存器中。Pre-EFI初始化程式在系統開機的時候最先得到執行,它負責最初的CPU,晶片組及記憶體的初始化工作,緊接著載入EFI的驅動程式執行環境(DXE)。當DXE被載入執行時,系統便具有了列舉並載入其他EFI驅動程式的能力。在基於PCI架構的系統中,各PCI橋及PCI介面卡的EFI驅動程式會被相繼載入及初始化;這時,系統進而列舉並載入各橋接器及介面卡後面的各種匯流排及裝置的EFI驅動程式,周而復始,直到最後一個裝置的EFI驅動程式被成功載入。正因如此,EFI驅動程式可以放置於系統的任何位置,只要能保證它可以按順序被正確列舉。例如一個具PCI-E匯流排介面的RAID儲存介面卡,其EFI驅動程式一般會放置在這個裝置的符合PCI規範的擴充套件只讀儲存器(PCI Expansion ROM)中,當PCI匯流排驅動程式被載入完畢,並開始列舉其子裝置時,這個儲存介面卡旋即被正確識別並載入它的EFI驅動程式。部分EFI驅動程式還可以放置在某個磁碟的EFI系統分割槽(ESP)中,只要這些驅動程式不是用於載入這個磁碟的驅動的必要部件。在EFI規範中,一種突破傳統MBR磁碟分割槽結構限制的GUID磁碟分割槽系統(GPT)被引入,新結構中,磁碟的主分割槽數不再受限制(在MBR結構下,只能存在4個主分割槽),另外EFI/UEFI+GUID結合還可以支援2.1 TB以上硬碟(有測試顯示,3TB硬碟使用MBR,並且安裝Windows 6.x 64位系統,只能識別到2.1TB),並且分割槽型別將由GUID來表示。在眾多的分割槽型別中,EFI系統分割槽可以被UEFI韌體存取,可用於存放作業系統的載入程式、EFI應用程式和EFI驅動程式。EFI系統分割槽採用FAT檔案系統,容量較小,在Windows作業系統下,預設是隱藏的。UEFI韌體通過執行EFI系統分割槽中的啟動程式啟動作業系統。CSM是在x86平臺UEFI系統中的一個特殊的模組,它將為不具備UEFI引導能力的作業系統(如Windows XP)以及16位的傳統Option ROM(即非EFI的Option ROM)提供類似於傳統BIOS的系統服務。Secure Boot和CSM不相容,因此在UEFI韌體設定中開啟CSM前,需要在UEFI韌體設定中關閉Secure Boot。

  英特爾無疑是推廣EFI的積極因素,近年來由於業界對其認識的不斷深入,更多的廠商正投入這方面的研究。包括英特爾,AMD在內的一些PC生產廠家聯合成立了UEFI論壇。另外各大BIOS提供商如Insyde,Phoenix,AMI等,他們原先被認為是EFI發展的阻礙力量,現在也不斷的推出各自的解決方案。分析人士指出,這是由於BIOS廠商在EFI架構中重新找到了諸如Pre-EFI啟動環境之類的市場位置,然而隨著EFI在PC系統上的成功運用,以及英特爾新一代晶片組的推出,這一部分市場份額將會不出意料的在英特爾的掌控之中。2011年以後生產的零售主機板大多數採用UEFI技術。隨後,微軟又要求,預裝Windows 8的電腦,必須採用UEFI開機模式,以及Secure Boot。部分採用EFI技術的BIOS並不支援EFI開機。

  Linux核心自2000年開始,已經支援EFI啟動。早期使用ELILO作為EFI下的啟動程式。現在,GRUB的EFI版本已代替ELILO,大多數Linux發行版已使用GRUB作為UEFI下的啟動程式。從Linux版本3.15起,來自英代爾的工程師Matt Fleming將64位元核心提供了支援32位元UEFI韌體的可能,前提只需要UEFI作業系統啟動程式支援EFI handover協定,譬如流行的GRUB2。同樣流行的32位元版Linux,譬如Ubuntu 16.04.3 LTS,也可以使用這類啟動程式在64位元版UEFI韌體的機器上使用。  安騰版本的Windows 2000已於2002年加入對EFI 1.10的支援。安騰版本的Windows Server 2003和Windows XP 64-Bit Edition(以IA-64架構作為執行平臺)已支援EFI。  從Windows Vista SP1開始,x86-64架構的Windows作業系統已支援UEFI。但是,若在UEFI模式下安裝和啟動Windows Vista SP1或Windows 7,需要在UEFI韌體設定中開啟CSM。32位元的Windows Vista和Windows 7不支援UEFI啟動。從Windows 8開始,支援Secure Boot,UEFI模式下的啟動亦無須CSM。  現在,x86-64架構的FreeBSD、OpenBSD和NetBSD已支援UEFI。

  VMware Workstation支援對UEFI的模擬,但是在VMware Workstation 11以前,VMware Workstation並未正式支援UEFI,需要手動編輯虛擬機器的.vmx檔案以開啟虛擬機器器的UEFI。VMware Workstation 11及以後的版本正式支援對UEFI的模擬。從VMware Workstation 14開始支援Secure Boot。  VirtualBox支援對UEFI的模擬,但是VirtualBox的UEFI並不支援Windows Vista和Windows 7。  QEMU/KVM可通過OVMF支援對UEFI的模擬。  微軟Hyper-V的第二代虛擬機器器支援對UEFI的模擬,以及Secure Boot。

  類別0,這類系統使用x86 BIOS韌體,只支援傳統作業系統。  類別1,這類系統採用支援UEFI和Pi規範的韌體,啟用CSM層功能,只支援傳統作業系統。  類別2,這類系統採用支援UEFI和Pi規範的韌體,啟用CSM層功能,同時支援傳統和UEFI啟動的作業系統。  類別3,這類系統採用支援UEFI和Pi規範的韌體,不再提供或完全關閉CSM層功能,只支援由UEFI啟動的作業系統。  類別3+,在類別3的系統基礎上提供並啟用Secure Boot功能。  微軟公司的Windows 8及之後的作業系統適用於上述所有類別的電腦,x64型版的Windows Vista SP1和Windows 7,以及不支援UEFI韌體的作業系統僅可用於類別0至類別2型電腦。所有支援UEFI啟動的Linux作業系統適用於類別0至類別3型電腦,多數現行分發版也支援類別3+中的Secure Boot功能,譬如Ubuntu等。 Intel計劃將於2020年推出的UEFI Class 3規範中,將CSM層功能捨棄,不再支援由當年IBM公司制定的BIOS平臺,Intel旗下的所有產品將遵循UEFI類別3(有一部分產品可能是3+)型規範。

  Ronald G. Minnich(coreboot的共同作者)和 Cory Doctorow(科幻小說家)和數碼權利運動者批評EFI是企圖藉由禁止使用者完整控制他們的電腦,來保護智慧財產權。 它並沒有解決BIOS長期以來對多數硬體需要兩種不同驅動程式的問題--一個給韌體,一個給作業系統。  TianoCore(一個提供製作基於UEFI自由韌體工具的開放原始碼專案)缺乏用來啟動晶片組的專門的驅動程式,因此需要晶片組廠商提供額外的功能。TianoCore是coreboot的一個附加選項,它包含了啟動晶片組的程式碼。  由於UEFI比起原先的BIOS技術可以對遠端網路開機提供更高的彈性,因此在標準的安全規定有一些疑慮。

  在UEFI 2.3.1 Errata C規範中定義了一項名為「Secure Boot」的協定,Secure Boot只允許載入有適當數碼簽章的EFI驅動程式和EFI啟動程式,因此Secure Boot可讓開機過程更安全。但是Red Hat開發者Matthew Garrett在他的文章"UEFI secure booting"中憂慮UEFI的Secure Boot功能可能會影響Linux(貼有Windows 8認證貼紙的機器,預設Secure Boot啟動,只預載了OEM和微軟金鑰,可能無法以Linux開機)。微軟迴應稱顧客可以停用UEFI韌體中的secure boot。然而,某些OEM廠商仍然可能在其產品中省略這項功能。稍晚,報告指出微軟顯然禁止在ARM系統上實作停用Secure Boot的功能。  自由軟體基金會(FSF)的Josh Gay對UEFI的"Secure Boot"實作提出憂慮,並發表公開宣告及連署說: 我們—連署者—敦促所有實作了UEFI中稱為"Secure Boot"的電腦製造商立即允許自由的作業系統可以被安裝。基於尊重使用者的自由權以及確切保護使用者安全,製造商必須允許電腦擁有者停用開機限制,或是提供一個確切可能的方法讓他們安裝並執行自由的作業系統。我們承諾我們將不會購買、也不會推薦剝奪使用者重要自由的電腦,並且,我們將積極地敦促社會大眾避免如此禁錮使用者的系統。 2012年1月,微軟釋出一份關於OEM硬體認證的檔案,指出所有的x86和x86-64裝置應該將UEFI Secure Boot啟動,不過可以改用一個可讓使用者增加數碼簽章的自訂secure boot模式。然而,在執行Windows的ARM裝置上使用自訂secure boot模式或停用都是不可能的。這份稱為Windows硬體認證需求(英語:Windows Hardware Certification Requirements)證實了執行Windows 8、基於ARM的裝置被禁止了任何安裝其他作業系統的可能性。現在,Ubuntu、Fedora、openSUSE、RHEL(從RHEL 7開始)、CentOS(從CentOS 7開始)、Debian(從Debian 10開始)等Linux發行版已經支援SecureBoot。Windows 8、Windows 8.1、Windows 10支援Secure Boot。
統一可延伸韌體介面(英語:Unified Extensible Firmware Interface,縮寫英語:UEFI)是一種個人電腦系統規格,用來定義作業系統與系統韌體之間的軟體介面,作為BIOS的替代方案。可擴充套件韌體介面負責加電自檢(POST)、聯絡作業系統以及提供連線作業系統與硬體的介面。