Warum benötigt das BIOS eine Batterie? Warum kann es nicht einfach eine Art von Speicher verwenden, der keine konstante Energie benötigt?
Das BIOS besteht seit der Erfindung des PCs aus zwei logischen Teilen:
beschreibbaren BIOS-Datenspeicher (=Data RAM)
nur lesbaren BIOS-Programmspeicher (=Code ROM).
Zu den Zeiten der ersten PCs war diese Unterteilung auch noch physisch auf dem Mainboard vorhanden. Der BIOS-Programmspeicher war fast immer ein EPROM (Electrical Programmable Read Only Memory):
Als BIOS-Datenspeicher verwendete man meist “flüchtigen Speicher”/volatile RAM ICs. Dieser musste wie das RTC-IC (=RealTimeClock=Echtzeituhr) von einer Batterie versorgt werden. Daher entschloss man sich aus Kostengründen sowohl den RAM als auch die RTC in einem Chip zu fertigen. Oftmals wurden die beiden (BIOS-Datenspeicher und RTC) sogar komplett vergossen mit Langzeitbatterie in einem “dicken schwarzen Baustein” auf das Motherboard gelötet oder gesockelt:
Die Haltbarkeit der eingegossenen Batterie mit RTC/RAM-IC war vom Hersteller meist mit 10 Jahren angegeben. Der Hersteller DALLAS verkaufte diesen Baustein mit integrierter Batterie dann als “nicht-flüchtigen”/non-volatile RAM, wenngleich dies im Grunde nicht ganz stimmte, das es nur durch die interne Batterie ermöglicht wurde. Später gab es diese Bausteine dann auch mit Flashspeicher.
Ebenso gab es aber auch Lösungen mit Knopfzelle, welche allerdings weniger lange durchhielt (bzw. selbst heute noch durchhalten muss):
Der Vorteil der Knopfzelle lag vor allem in der Austauschbarkeit der Batterie, wenn sie leer war.
Den BIOS-Datenspeicher hat man damals auch das “CMOS” genannt.
Der Begriff steht für “Complementary Metall Oxid Seminconductor”. Er beschreibt die Fertigungstechnologie von ICs, welche seit den 70er Jahren in der Halbleiterproduktion für Computer angewandt wird: Complementary metal-oxide-semiconductor – Wikipedia
. Da auch die ersten Speicherbausteine (“RAM”) in dieser Technologie gefertigt wurden, hat man dem batteriegepufferten BIOS-Datenspeicher ebenfalls diesen Namen gegeben (meines Erachtens ist die Bezeichnung nicht allzu sinnvoll, da auch die restlichen ICs in dieser Technologie gefertigt wurden bzw. noch werden).
Später allerdings wurde vermehrt der Begriff “NVRAM” = “Non Volatile Random Access Memory” für den BIOS-Datenspeicher verwendet.
Mit dem Aufkommen der Flash-Speicher-Technologie mit einer genügend großen Zahl von Schreibzyklen hat man den BIOS-Programmspeicher darauf umgestellt. Der BIOS-Programmspeicher konnte jetzt auch erstmalig vom Benutzer neu geflasht werden:
Die räumlich/physische Trennung auf 2 ICs für den BIOS-Programmspeicher und -Datenspeicher hätte damit auch aufgehoben werden können, da nunmehr auch ein Teil des Flash-Speichers als Datenspeicher dienen konnte. Vielfach werden allerdings bis heute noch die BIOS-Daten getrennt in einem SRAM abgelegt (einfacherer BIOS-RESET möglich). Die RTC wird ebenso bis heute mit Energie aus einer Batterie versorgt, wenn der Rechner ausgeschaltet ist.