¿Qué es el firmware?
Para entender la BIOS hay que empezar un paso antes. Se llama firmware al software que viene grabado de fábrica dentro de un chip y que está tan ligado al hardware que prácticamente forma parte de él.
A diferencia de un programa común, el firmware:
- Está almacenado en un chip de memoria no volátil soldado a la placa madre, no en el disco.
- Es lo primero que se ejecuta cuando la computadora recibe energía.
- Su función es preparar el hardware para que después pueda cargarse el sistema operativo.
La BIOS es, justamente, el firmware más importante de una computadora. Sin ella, el procesador no tendría idea de qué hacer al encenderse: no sabría que existe un disco, ni una memoria, ni un teclado.
¿Qué es la BIOS?
BIOS son las siglas de Basic Input/Output System (Sistema Básico de Entrada/Salida). Es un chip de memoria ROM ubicado en la placa madre que contiene el conjunto de instrucciones mínimas que permiten encender la computadora y comunicar al sistema operativo con el hardware.
Sus tareas concretas son tres:
- Verificar que el hardware funcione. Antes de arrancar nada, comprueba que estén el procesador, la memoria, la placa de video y los dispositivos básicos.
- Configurar el hardware. Guarda parámetros como la fecha y la hora del sistema, el orden en que debe buscar el sistema operativo y si ciertos dispositivos integrados están activados o desactivados.
- Ceder el control. Una vez que todo está en orden, busca y carga el programa que inicia el sistema operativo.
Un dato que sorprende: la BIOS es tan antigua que nació en 1981, con la primera IBM PC, y prácticamente no cambió durante casi treinta años. Sus limitaciones terminaron siendo el motivo por el que hoy se la reemplaza por UEFI.
El POST: la prueba de arranque
Lo primero que hace la BIOS al recibir energía es ejecutar el POST (Power On Self Test, autoprueba de encendido). Es una revisión rápida de que los componentes esenciales estén presentes y respondan.
Si todo está bien, se escucha el pitido único característico y continúa el arranque. Si algo falla, emite una secuencia de pitidos cuyo significado depende del fabricante de la BIOS. Esos códigos son una herramienta de diagnóstico muy útil, porque permiten saber qué componente falla incluso cuando no hay imagen en el monitor.
| Pitidos | Causa habitual |
|---|---|
| 1 corto | Todo correcto. El arranque continúa. |
| Ninguno, y no hay imagen | Falla de la fuente de alimentación o del procesador. |
| Pitidos continuos | Problema de memoria RAM mal insertada o defectuosa. |
| Varios cortos seguidos | Falla en la placa de video o en la memoria. |
Si la placa incluye un display de diagnóstico (los pequeños visores de dos dígitos que tienen algunas placas para gamer), también muestra un código en el que se puede detener la búsqueda del problema.
La memoria CMOS y su pila
La BIOS está en un chip de solo lectura: no se puede modificar. Pero los parámetros de configuración (fecha, hora, orden de arranque, dispositivos habilitados) sí tienen que poder cambiarse y conservarse. Para eso existe la memoria CMOS, un chip de memoria de bajo consumo que guarda esa configuración.
Como la CMOS es volátil, necesita energía permanente: de eso se encarga una pila de botón (tipo CR2032) montada en la placa madre.
De ahí viene también el truco de quitar la pila unos segundos para borrar la configuración y volver a los valores de fábrica. Es la forma más directa de recuperar una placa que no arranca por una mala configuración.
Cómo se entra a la configuración
Para acceder al programa de configuración de la BIOS hay que presionar una tecla durante los primeros segundos del arranque, mientras aparece el logo del fabricante. La tecla depende de la marca de la placa o de la computadora:
| Tecla | Aparece en |
|---|---|
| Supr (Del) | La mayoría de las placas madre de escritorio |
| F2 | Computadoras portátiles y placas con UEFI |
| F10 | Equipos Hewlett-Packard |
| F1 o F12 | Algunos equipos Lenovo y Dell |
| Esc | Determinados modelos de portátiles |
Generalmente hay una segunda tecla que abre el menú de arranque directamente, sin entrar a toda la configuración. Suele ser F12, F11 o Esc, y es la que se usa cuando se quiere arrancar una sola vez desde un pendrive sin cambiar el orden de arranque de forma permanente.
UEFI: el reemplazo moderno
UEFI son las siglas de Unified Extensible Firmware Interface (Interfaz de Firmware Extensible Unificada). Es el firmware que reemplazó a la BIOS clásica a partir de la década de 2010, y que hoy está en prácticamente todas las computadoras nuevas.
No es solo una versión actualizada: es un rediseño completo que resuelve las limitaciones históricas de la BIOS. Las diferencias más importantes son:
- Puede trabajar con discos mayores a 2 TB gracias al esquema de particionado GPT.
- Tiene una interfaz gráfica, se puede navegar con el mouse y admite varios idiomas.
- Arranca mucho más rápido, porque puede cargar el sistema operativo directamente en 32 o 64 bits.
- Incluye Secure Boot (arranque seguro), que impide que se ejecute software no firmado durante el arranque.
- Permite actualizar el firmware desde el propio sistema operativo o desde un archivo en un pendrive.
En el uso cotidiano se sigue diciendo "entrar a la BIOS" por costumbre, aunque lo que realmente se abre sea la configuración de la UEFI.
BIOS y UEFI en la práctica
| Aspecto | BIOS clásica | UEFI |
|---|---|---|
| Interfaz | Texto, solo teclado, en inglés | Gráfica, con mouse y varios idiomas |
| Tamaño de disco | Hasta 2 TB (MBR) | Sin límite práctico (GPT) |
| Particiones | 4 primarias como máximo | Hasta 128 sin esa restricción |
| Velocidad de arranque | Lenta | Rápida |
| Seguridad | Sin verificación | Secure Boot |
| Arquitectura | 16 bits | 32 o 64 bits |
El proceso de arranque completo
Entender la secuencia completa ayuda a saber en qué punto puede fallar una computadora que no enciende:
- Se pulsa el botón de encendido. La fuente de alimentación entrega tensión y el procesador recibe la señal de inicio.
- Se ejecuta el POST. La BIOS verifica el hardware esencial.
- Se busca el dispositivo de arranque. Se recorre el orden configurado (disco, pendrive, lector óptico, red) hasta encontrar uno que tenga un sector de arranque válido.
- Se carga el gestor de arranque. Es un pequeño programa que vive en el disco y que permite elegir entre varios sistemas operativos, si hay más de uno instalado.
- Arranca el sistema operativo. El sistema toma el control del hardware y la BIOS queda fuera de juego.
Cuando una computadora enciende pero no pasa del logo, el problema está entre los pasos 1 y 3. Cuando aparece el mensaje "sistema operativo no encontrado", el problema está en el paso 3 o 4.
MBR y GPT: las dos formas de organizar el disco
Para poder arrancar, el firmware necesita saber cómo está estructurado el disco. Existen dos esquemas:
| Esquema | Cómo funciona | Limitaciones |
|---|---|---|
| MBR Master Boot Record |
Guarda la tabla de particiones en los primeros 512 bytes del disco. | Solo admite discos de hasta 2 TB y un máximo de 4 particiones primarias. Funciona con BIOS clásica. |
| GPT GUID Partition Table |
Guarda varias copias de la tabla de particiones a lo largo del disco. | Sin límite práctico de tamaño. Admite muchas más particiones. Necesita UEFI. Al tener copias redundantes, es más resistente a fallas. |
Regla práctica: si la computadora tiene UEFI, conviene usar GPT. Si tiene BIOS clásica, hay que usar MBR. Un disco formateado con el esquema equivocado simplemente no arranca, aunque el sistema operativo esté bien instalado.
Arranque seguro (Secure Boot)
El Secure Boot es una función de UEFI que verifica que el software que se ejecuta durante el arranque esté firmado digitalmente por un fabricante reconocido. Si alguien intentara reemplazar el gestor de arranque por uno malicioso, la computadora se niega a arrancar.
Es una protección muy valiosa, pero también es la causa de un problema frecuente: impedir que arranque un pendrive con Linux o cualquier sistema operativo sin firma. Si al intentar instalar otro sistema la computadora no lo reconoce, hay que desactivar Secure Boot desde la configuración de UEFI.
Conviene recordar dos cosas: desactivarlo reduce la seguridad del arranque, y en computadoras escolares o de uso compartido es mejor volver a activarlo cuando termina la instalación.
Cuándo hay que entrar a la BIOS
- Instalar un sistema operativo: para cambiar el orden de arranque y que inicie desde el pendrive.
- Verificar que el hardware se reconoce: las pantallas de información de la BIOS muestran la cantidad de memoria RAM detectada, el modelo del procesador y los discos conectados. Es un diagnóstico rapidísimo.
- Activar o desactivar dispositivos integrados: la placa de red, el audio, los puertos USB.
- Configurar la fecha y la hora cuando la pila está agotada.
- Modificar la frecuencia de la memoria RAM para que funcione a su velocidad real (perfil XMP o EXPO).
- Desactivar Secure Boot para poder arrancar desde otro sistema.
- Actualizar el firmware de la placa madre, algo que a veces es necesario para que reconozca un procesador de una generación nueva.