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biosにosのセキュリティ機能を処理させてbios専用のcpu搭載すればOSのセキュリティ機能による速度低下が無くなると思うのですが何故実装しないのですか?

質問者からの補足コメント

  • 同じアプリのcpu利用率低下や余計な処理をメインcpuで処理しなければCPUの速度をを最大限発揮できると思いますどうなんでしょうか?

      補足日時:2024/10/09 23:41
  • windowsセキュリティをなくしてセキュリティだけbios制御してコアの分離が出来ない物はメインcpuで処理すれば良いのではと思いました

      補足日時:2024/10/10 08:51

A 回答 (4件)

ANo.3 です。



そこでパソコンの動作原理について解説したいと思います。

コンピュータの基本構成と動作原理〜知識編
https://qiita.com/zacky1972/items/ef4486e8a6d95e …

基本的には、CPU はプログラムカウンタによってメモリにアクセスをして、それから得られる命令やデータをハードウェアで処理する訳です。
<以下引用>
・1つの機械語命令を実行するにあたり,必ず命令サイクルは一巡します。しかし,フェッチ→デコード→実行→ストア→フェッチ→デコード→実行→ストア,と律儀に順番を守る必要はなく,たとえば,ある命令の実行をしている間に,次の命令のフェッチを行う,という具合に効率よく進めることも可能です。
・このような方式は, パイプライン方式 (instruction pipeline), スーパースカラー方式 (superscalar) など,さまざまなバリエーションがあります。しかし,このことに初めて気づいた人は本当に賢いですね。筆者が初めて知ったときには,その巧妙さにビックリしたものです。

CPU の動作は単純ですが、周辺はかなり複雑です。これが、マルチコアになると更に複雑さを増して行きます。マルチ CPU になると、その複雑さは加速します。

と言う訳で、BIOS でのセキュリティ CPU のアイデアは、実現が難しいと言うことですね。と言うか、不可能でしょう。
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この回答へのお礼

お答えありがとうございました

お礼日時:2024/10/14 06:09

ANo.2 です。



順番に回答してみたいと思います。
※注意> ここでは、BIOS のセキュリティ用 CPU が存在すると言う前提での話です。

A1. 同じアプリの CPU 利用率低下や余計な処理をメイン CPU で処理しなければ、CPU の速度をを最大限発揮できると思いますどうなんでしょうか?
→ BIOS のセキュリティ用 CPU は、メイン処理の代わりはできないのではないのでしょうか? アプリケーションの実行でメイン CPU の処理以外をサブ CPU が担うと言うことは、同じ Windows 上でなければなりませんので、普通にマルチ CPU やマルチコア CPU でできることです。

A2. コア数が増えただけみたいな動作出来ないのですか? 別々に処理して遅延がないセキュリティだけでもダメでしょうか?
→ ウィルスの存在を見つけるのは、実際に実行するコードを事前に調査して安全がどうかを確認しますので、その判定が終了するまではメインの処理を待たせないとなりません。別々に処理をする言われますが、別々に処理しても判定を行って問題が無いこと確認するまでは、メインの処理を進めるわけには行かないのです。

BIOS のセキュリティ用 CPU が、割り込んで判定が完了するまで待つのは、オーバーヘッドそのものですし、異なるハードウェアで実行するにはやり取りで時間が掛かってしまうだけでしょう。従って、セキュリティは遅延そのものです。

A3. Windows セキュリティをなくして、セキュリティだけ BIOS 制御してコアの分離が出来ない物は、メイン CPU で処理すれば良いのではと思いました。
→ コアの分離できな処理とは何でしょう。BIOS セキュリティ用 CPU は、メイン CPU のありとあらゆる処理に全て関わっていますので、マルチ CPU で動作しているなら同一 OS 上で、それぞれに分けて処理ができるかも知れませんが、BIOS セキュリティ用 CPU ではそれはできませんので、一々メイン CPU の処理に割り込み、ウィルスの判定を行わなければなりません。恐らく、それには BIOS セキュリティ用 CPU の性能が、メイン CPU の何倍も高くないと成立しないように思います。本末転倒の極みと言ったところでしょう。

現在は、シングル CPU で多コアが全盛ですが、マルチ CPU はサーバーなどで使われています。実際あるかどうかは知らないのですが、セキュリティ用に専用 CPU を使っているシステムもあるのではないでしょうか? しかし、それはメインの CPU と同じレベルで動作しているもので、BIOS セキュリティ用 CPU ではないと思います。

BIOS でセキュリティ専門の処理を担うためには、どれくらいのハードウェアが必要なのでしょうか? メモリはメインメモリを使うにしても、日々のウィルス関係の定義ファイルの更新を行う方法はどうするのでしょうか? それには保存のためにストレージも必要になるので、これもメインのストレージを使うのでしょうか? 色々考えると、BIOS にセキュリティ専用の CPU を置いておくのは、効率の面で無駄が多いことが判ります。

BIOS セキュリティ用 CPU を設置しておくことは、却って全体の処理効率を下げる結果になりそうです。マルチ CPU で処理を行う場合は、全てを共有できる同じレベルにしておき、役割を分担する方が遥かに効率的でしょう。

※CPU の処理自体は、並列化が進んでいますが、基本は順番に処理していますので、その中の待ち時間を如何に減らして、単位時間あたりにどれだけ沢山の処理を行えるか、と言うのがシステムの持っている性能となります。外部の要素が入ってくるとそれが待ち時間となり、全体のスループットを下げてしまいます。
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この回答へのお礼

お答えありがとうございました 長い文章よく書けましたねさ

お礼日時:2024/10/10 13:00

ANo.1 です。



Windows で実行しているアプリケーションに BIOS で動作している CPU が割り込みをかけてセキュリティを実行する訳ですから、同等以上の速度持っていなければ話になりませんね。

ファイルアクセスに関してもそうです。ダウンロードする際にそれに対する検査を行いますが、速やかに終了して Windows に渡さなければなりませんから、もしかすると Windows の実行速度より速くないと却って障害となってしまう可能性だってあります。

現在は、セキュリティをマルチタスクで動作していますので目立ちませんけれど。とにかく、余計なプロセスが動いている分、どう頑張っても CPU の足を引っ張る気がしてなりません。パソコンのコストがバク上がりしそうです!
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この回答へのお礼

お答えありがとうございますコア数が増えただけみたいな動作出来ないのですか?別々に処理して遅延がないセキュリティだけでもダメでしょうか?

お礼日時:2024/10/10 08:50

BIOS/UEFI は、パソコンの基本的入出力を制御しています。

BIOS とは 「Basic Input/Output System」 の略です。昔は、小容量の ROM (様々な種類があります)等に書き込まれていて、容量の関係で大きなプログラムは入りませんでしたが、現在は 16MB や 32MB くらいのフラッシュメモリに書き込まれているようです。とは言え、多くても 32MB ですので、大きなプログラムはとても動作しませんね。

Basic Input/Output System
https://ja.wikipedia.org/wiki/Basic_Input/Output …

BIOS/UEFI にもセキュアブートと言って、セキュリティは掛かっています。これは、BIOS/UEFI レベルで外部からのハードウェアやソフトウェアの変更が加えられると、システムをロックします。滅多にはセキュアブートに引っ掛らないと思いますが、セキュリティ上の問題のある変更を桑用とすると、動作しなくなったりします。これらは、BIOS/UEFI 動作中に機能します。

UEFI で OS 起動前の環境を保護する
https://blogs.msdn.microsoft.com/b8_ja/2011/09/2 …

また、BIOS/UEFI と Windows は動作しているレベルが違いますので、Windows 動作中は BIOS/UEFI でのサービスは最小限に抑えられています。Windows は完全上位になっていて、BIOS/UEFI で認識していなくても Windows 上では動作したりします。

BIOS 専用の CPU を載せると言うのは、無駄ではないでしょうかね? OS 側のセキュリティは、多岐にわたっているので、それらすべてを処理するには相当高い性能を持っていなければなりませんから、メインの CPU と二つでは電力の無駄使いになるように思います。

と言う訳で、実装は現実的な効果とコストの面で意味がない気がしますね。
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この回答へのお礼

お答えありがとうございます

お礼日時:2024/10/09 23:37

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