เฟิร์มแวร์คืออะไร? เฟิร์มแวร์แตกต่างจากซอฟต์แวร์อย่างไร?

เฟิร์มแวร์คืออะไร?

เฟิร์มแวร์คือโปรแกรมที่เขียนลงในหน่วยความจำถาวรของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ หน่วยความจำระเหยคือรูปแบบหนึ่งของหน่วยความจำแบบสุ่มเข้าถึงคงที่ซึ่งเนื้อหาจะถูกเก็บไว้เมื่ออุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ปิดหรือสูญเสียพลังงานภายนอก

เฟิร์มแวร์จะถูกติดตั้งโดยตรงลงในชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ในระหว่างการผลิต ใช้ในการรันโปรแกรมของผู้ใช้บนอุปกรณ์และถือเป็นซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้ฮาร์ดแวร์ทำงานได้

ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ใช้เฟิร์มแวร์ฝังตัวเพื่อควบคุมการทำงานของระบบฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์ต่างๆ เช่นเดียวกับระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์ที่ควบคุมการทำงานของแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ เฟิร์มแวร์สามารถเขียนลงในหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM), หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ลบโปรแกรมได้ (EPROM) หรือหน่วยความจำแฟลช

นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชาวอเมริกัน Ascher Opler เป็นผู้บัญญัติคำว่าเฟิร์มแวร์ขึ้นในสิ่งพิมพ์ Datamation ฉบับปี 1967 เขาใช้คำนี้เพื่ออธิบายประเภทของไมโครโปรแกรมที่อยู่ระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

ในปัจจุบัน เฟิร์มแวร์แบบฝังตัวมีอยู่ในทุกสิ่งตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึง อุปกรณ์ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT ) มักจะรวมอยู่ในอุปกรณ์ที่โดยทั่วไปแล้วไม่ถือว่าสามารถควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ได้

• เคล็ดลับ 5 ประการของ BIOS ที่จะช่วยให้คุณเชี่ยวชาญคอมพิวเตอร์ของคุณ
• เรียนรู้เกี่ยวกับบทบาทของเซิร์ฟเวอร์ บริการบทบาท และคุณลักษณะบน Windows Server
• Blockchain คืออะไร? ฟองสบู่หรือการปฏิวัติจริงหลังอินเตอร์เน็ต?

เหตุใดการอัปเดตเฟิร์มแวร์จึงมีความสำคัญและทำงานอย่างไร

มักมีการเปิดตัวการอัปเดตเฟิร์มแวร์เพื่อแก้ไขจุดบกพร่อง ป้องกันการแฮ็กเฟิร์มแวร์ ใช้งานคุณสมบัติใหม่ ปรับปรุงความปลอดภัย หรือโต้ตอบกับสื่อใหม่ การอัปเดตเฟิร์มแวร์จะรวมถึงโค้ดที่บอกฮาร์ดแวร์ถึงวิธีการใช้งานในรูปแบบใหม่หรือที่แก้ไข

ตัวอย่างบางส่วนของการอัปเดตเฟิร์มแวร์ ได้แก่:

• เครื่องเขียนแผ่นซีดีสามารถเขียนแผ่นประเภทใหม่ได้
• เราเตอร์ได้รับการอัปเดตเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและเสถียรภาพ
• ผู้ผลิตเมนบอร์ดออกการอัพเดต BIOS ที่ทำให้เมนบอร์ดสามารถรองรับโปรเซสเซอร์ใหม่ได้BIOSคือซอฟต์แวร์เมนบอร์ด

อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตบางเครื่องจะตรวจหาเฟิร์มแวร์ใหม่เป็นประจำ โดยดาวน์โหลดและติดตั้งโดยอัตโนมัติ ผู้ผลิตอุปกรณ์รายอื่นกำหนดให้ผู้ใช้เข้าไปที่เว็บไซต์ของผู้ผลิตเพื่อดาวน์โหลดและติดตั้งการอัพเดตเฟิร์มแวร์ด้วยตนเอง ผู้ผลิตจะออกการอัปเดตเป็นประจำ

ความถี่ในการอัปเดตเฟิร์มแวร์จะแตกต่างกันไปตามอุปกรณ์ เฟิร์มแวร์ในหลอดไฟอัจฉริยะอาจไม่จำเป็นต้องได้รับการอัปเดตเป็นประจำ อย่างไรก็ตาม เฟิร์มแวร์บนเทอร์โมสตัทอัจฉริยะของคุณอาจต้องได้รับการอัปเดตเป็นระยะเพื่อรักษาความเข้ากันได้กับการอัปเดตระบบปฏิบัติการสมาร์ทโฟน สมาร์ทโฟนมักจะอัปเกรดเฟิร์มแวร์โดยอัตโนมัติพร้อมกับอัปเดตซอฟต์แวร์ เพื่อให้โทรศัพท์สามารถใช้งานได้และผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องอัปเดตเฟิร์มแวร์เวอร์ชันที่สอดคล้องกับการอัปเดตซอฟต์แวร์ด้วยตนเอง กระบวนการอัปเดตเฟิร์มแวร์จากระยะไกลโดยการดาวน์โหลดอัปเกรดจากผู้ให้บริการบางครั้งเรียกว่าเฟิร์มแวร์แบบไร้สาย

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดยังต้องเปิดเครื่องไว้ขณะอัปเดตเฟิร์มแวร์เพื่อไม่ให้การอัปเดตเสียหาย ความเสียหายของเฟิร์มแวร์ของอุปกรณ์อาจส่งผลต่ออุปกรณ์บางอย่างหรือทำให้ทำงานผิดปกติได้

ประเภทของเฟิร์มแวร์

มีเฟิร์มแวร์เฉพาะเทคโนโลยีหลายประเภท แต่โดยทั่วไปเฟิร์มแวร์ทั้งหมดสามารถจำแนกได้เป็น 3 ประเภทตามระดับของการรวมฮาร์ดแวร์

• เฟิร์มแว ร์ระดับต่ำเฟิร์มแวร์ระดับต่ำถือเป็นส่วนสำคัญของฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์ โดยปกติแล้วข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในชิปแบบอ่านอย่างเดียวที่ไม่เสถียร เช่น ROM ดังนั้นจึงไม่สามารถเขียนใหม่หรืออัปเดตได้ อุปกรณ์ที่มีเฟิร์มแวร์ระดับต่ำจะมีหน่วยความจำแบบตั้งโปรแกรมได้ครั้งเดียว
• เฟิร์มแวร์ขั้นสูง เฟิร์มแวร์ระดับสูงช่วยให้สามารถอัปเดตได้และมักจะซับซ้อนกว่าเฟิร์มแวร์ระดับต่ำ ในคอมพิวเตอร์ เฟิร์มแวร์ระดับสูงจะอยู่ในชิปหน่วยความจำแฟลช
• เฟิร์มแวร์ระบบย่อย เฟิร์มแวร์ของระบบย่อยมักจะเป็นส่วนหนึ่งของระบบฝังตัว คล้ายกับเฟิร์มแวร์ระดับสูงตรงที่สามารถอัปเดตได้และมีความซับซ้อนมากกว่าเฟิร์มแวร์ระดับต่ำ ตัวอย่างคือระบบย่อยพลังงานเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งเป็นฮาร์ดแวร์เซิร์ฟเวอร์ที่ทำงานแบบกึ่งอิสระจากเซิร์ฟเวอร์

แอพพลิเคชันของเฟิร์มแวร์

เฟิร์มแวร์พบได้ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์หลายประเภท รวมถึงอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและอุปกรณ์ที่ไม่ถือเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์โดยทั่วไป แอปพลิเคชันเฟิร์มแวร์ในโลกแห่งความเป็นจริงบางส่วนได้แก่:

• เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล . เฟิร์มแวร์ของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล - BIOS หรือ Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) - จะถูกฝังอยู่บนชิปหน่วยความจำขนาดเล็กบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ เช่น การ์ดจอและการ์ดแสดงผลยังมีเฟิร์มแวร์ด้วย
• อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล . USB ฮาร์ดไดรฟ์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบพกพาอื่น ๆ มีเฟิร์มแวร์พื้นฐานที่ช่วยให้สามารถทำงานร่วมกับคอมพิวเตอร์ได้
• อุปกรณ์เคลื่อนที่ . โทรศัพท์เคลื่อนที่ แท็บเล็ต แล็ปท็อป และอุปกรณ์เคลื่อนที่อื่น ๆ ล้วนมีเฟิร์มแวร์ที่ช่วยให้ฮาร์ดแวร์ทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์ที่แตกต่างกันได้
• รถ . รถยนต์ประกอบด้วยระบบฝังตัว เซ็นเซอร์ และคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่มีเฟิร์มแวร์มากมายซึ่งช่วยให้สามารถทำงานที่ได้รับมอบหมายได้
• เครื่องใช้ในครัวเรือน . เครื่องล้างจานและเครื่องซักผ้าเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีเฟิร์มแวร์ เฟิร์มแวร์ช่วยให้เครื่องสื่อสารกับคอมพิวเตอร์และใช้ในการกำหนดค่าการตั้งค่าเครื่องและควบคุมการทำงานของเครื่อง
• สมาร์ทการ์ด . สมาร์ทการ์ดมีคำสั่งฝังอยู่ในชิป ซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานพื้นฐานของการ์ด รวมถึงการตรวจสอบยืนยันตัวตนและการเข้ารหัส

ความแตกต่างระหว่างเฟิร์มแวร์และซอฟต์แวร์

แม้ว่าบางคนจะถือว่าเฟิร์มแวร์เป็นซอฟต์แวร์ประเภทหนึ่ง แต่ก็มีความแตกต่างระหว่างแนวคิดทั้งสองนี้

เฟิร์มแวร์

เฟิร์มแวร์คือซอฟต์แวร์ที่ให้คำแนะนำพื้นฐานแก่เครื่องจักร ซึ่งช่วยให้ฮาร์ดแวร์สามารถทำงานและสื่อสารกับซอฟต์แวร์อื่น ๆ ที่ทำงานบนอุปกรณ์ได้ เฟิร์มแวร์ช่วยควบคุมระดับต่ำเหนือฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์ ด้วยเหตุนี้จึงบางครั้งเรียกว่า "ซอฟต์แวร์สำหรับฮาร์ดแวร์" คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งคือเฟิร์มแวร์มักไม่ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานง่าย

ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ผู้ใช้โต้ตอบเพื่อทำงานเฉพาะต่างๆ ให้เสร็จสมบูรณ์ มันจะอยู่ด้านบนของเฟิร์มแวร์ แยกออกมาจากฮาร์ดแวร์ และใช้เฟิร์มแวร์ในการสื่อสารกับฮาร์ดแวร์พื้นฐาน ซอฟต์แวร์มีความซับซ้อนมากกว่าและไม่ผูกติดกับฮาร์ดแวร์พื้นฐาน

ตัวอย่างของซอฟต์แวร์ ได้แก่ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น ระบบปฏิบัติการ แอปพลิเคชันการประมวลผลคำ การประชุมออนไลน์ และการฟังเพลงก็เป็นตัวอย่างของซอฟต์แวร์เช่นกัน โดยทั่วไปโปรแกรมซอฟต์แวร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ ในขณะที่เฟิร์มแวร์มักจะทำไม่ได้

เฟิร์มแวร์ที่ฝังอยู่ในชิปหน่วยความจำแฟลชสามารถอัปเดตได้ง่ายกว่าเฟิร์มแวร์ที่เขียนลงใน ROM หรือ EPROM เนื่องจากหน่วยความจำแฟลชมีบทบาทมากขึ้นในองค์กร ผู้ดูแลระบบจึงต้องเรียนรู้เกี่ยวกับประเภทของหน่วยความจำแฟลชและกรณีการใช้งาน

ดูบทความเพิ่มเติม:

• VSync คืออะไร? ผู้เล่นควรเปิดหรือปิดใช้งาน VSync ในการตั้งค่าเกม?
• npm shrinkwrap คืออะไร และควรใช้เมื่อใด?