135421626769
AVG Signal-Blog Leistung Leistungstipps Was ist Firmware und wie funktioniert sie?
Signal-What-is-Firmware-and-How-Does-it-Work-Hero

Verfasst von Oliver Buxton
Veröffentlicht am July 14, 2023

Was ist Firmware?

Firmware ist eine Art von Software, die den Hardware-Komponenten eines Geräts Maschinenbefehle erteilt, damit es auf einer grundlegenden Ebene funktionieren kann. Da die Firmware vom Hersteller installiert wird und in der Regel nicht entfernt werden kann, wird sie manchmal auch als eingebettete Software bezeichnet.

Dieser Artikel enthält:

    Wie funktioniert Firmware?

    Die Aufgabe von Firmware ist, die Kommunikation zwischen Betriebssystem und Hardware herzustellen – im Grunde genommen weist sie ein Gerät an, wie es auf einer sehr grundlegenden Ebene funktionieren soll. Der Name "Firmware" kommt von dieser Rolle als Vermittler zwischen der Hardware und anderen Software-Arten auf dem Gerät.

    Wenn Sie beispielsweise ein Gerät einschalten, aktiviert die Firmware zunächst alle Prozesse, die zum Starten des Geräts erforderlich sind, beispielsweise das „Aufwecken“ der Hardware, die zum Starten des Betriebssystems erforderlich ist.

    Ein Diagramm, das zeigt, wie Firmware den Betrieb von Hardware und die Interaktion mit Software ermöglicht.Während des Starts aktiviert die Firmware die zum Booten des Betriebssystems erforderliche Hardware.

    Da die Firmware die Informationen auch bei ausgeschaltetem Gerät dauerhaft beibehalten muss, wird sie in der Regel im "nichtflüchtigen" schreibgeschützten Flash-Speicher (ROM) des Systems gespeichert und operiert getrennt von anderen Softwaretypen, die im wiederbeschreibbaren RAM installiert sind. Die genaue Funktionsweise – und ihr Speicherort – hängt von ihrem spezifischen Typ und Zweck ab.

    Arten von Firmware

    System-Firmware ist die Basissoftware, die für grundlegende Computeroperationen verwendet wird, beispielsweise das Hochfahren, Laden des Betriebssystems, das Erkennen von Hardware-Komponenten und Ermöglichen der Kommunikation dieser Elemente. Die Firmware kann jedoch noch weiter kategorisiert werden, je nachdem, wie weit unten im Software-Stack eines Geräts sie sich befindet.

    Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Firmware beschrieben, die je nach Komplexität und Ausgereiftheit eines Geräts vorhanden sein können:

    Low-Level-Firmware

    Low-Level-Firmware ist ein fester Bestandteil der Geräte-Hardware und wird auf Nur-Lese-Speicher- (ROM) oder programmierbaren ROM-Chips (PROM) gespeichert, die nicht aktualisiert oder überschrieben werden können. Geräte, die nur diese Art von Firmware verwenden, sind oft auf einen einzigen Zweck festgelegt (z. B. digitale Wecker oder TV-Fernbedienungen), wobei die Firmware im Wesentlichen als Betriebssystem fungiert.

    High-Level-Firmware

    High-Level-Firmware wird auf den wiederbeschreibbaren "nichtflüchtigen" Flash-Speicherchips eines Systems installiert und nicht im ROM. Das heißt, dass sie geändert und aktualisiert werden kann. Sie ist auf Geräten wie PCs, Macs und Spielkonsolen zu finden und hat ihren Namen, weil sie sich im Software-Stack über der Low-Level-Firmware befindet und komplexere Anweisungen und Funktionen ausführt.

    Subsystem-Firmware

    Bei einer Subsystem-Firmware (auch "Geräte-Firmware" genannt) handelt es sich um eine spezielle Art von High-Level-Firmware, die unabhängig von der Hauptsystem-Firmware läuft. Beispiele für Subsystem-Hardwarekomponenten, die in der Regel über eine eigene Firmware verfügen, sind CPUs, Soundkarten und Monitore.

    Sind Firmware-Updates wichtig?

    Firmware-Updates sind wichtig, weil Hersteller damit sicherstellen können, dass ihre Geräte mit neuen Softwareformaten kompatibel bleiben. So kann es beispielsweise sein, dass Ihr Smartphone ein Update benötigt, damit es mit einer neuen Version von iOS oder Android kommunizieren und neue Funktionen integrieren kann.

    Aber es geht nicht nur um Kompatibilität. Firmware-Updates beheben Pannen und Fehler, verhindern Abstürze und tragen dazu bei, dass Computer mit der Zeit nicht langsamer werden. Neben der Behebung von Leistungsproblemen erhöhen Firmware-Updates außerdem die Gerätesicherheit.

    Eine Darstellung der Vorteile von Firmware-Updates, einschließlich erhöhter Sicherheit, Kompatibilität und Leistung.Zu den Vorteilen von Firmware-Updates gehören verbesserte Kompatibilität, Leistung und Sicherheit.

    Was ist Firmware-Sicherheit?

    Firmware-Sicherheit schützt vor Hackern, die Sicherheitslücken im Firmware-Code ausnutzen, um sich unbefugten Zugriff zu einem Gerät zu verschaffen und Malware zu installieren oder Daten zu stehlen. In der Vergangenheit war Firmware-Sicherheit vor allem bei Routern und Servern von Bedeutung.

    Doch mit der wachsenden Beliebtheit von Smart-Home-Systemen wird Firmware-Sicherheit immer wichtiger, damit Internet of Things (IoT)-Geräte kein leichtes Ziel für Bedrohungen wie Firmware-Rootkits werden – eine besonders heimtückische Art von Malware, die sich in Firmware-Code versteckt und nur von den besten Antivirus-Scannern erkannt wird.

    Um die Firmware-Sicherheit dauerhaft aufrechtzuerhalten, müssen Sie die Firmware immer auf dem neuesten Stand halten. Hintergrund ist, dass Firmware-Updates Patches enthalten, die bestehende Probleme beheben sollen, welche sonst als Angriffspunkt ausgenutzt werden könnten.

    Worin besteht der Unterschied zwischen Firmware und Software?

    Firmware ist technisch gesehen eine Art von Software, aber es gibt einen klaren Unterschied zwischen den Funktionsweisen der beiden. Die manchmal auch als "Software für Hardware" bezeichnete Firmware ist nicht für die Interaktion mit dem Benutzer gedacht, sondern ermöglicht es dem Gerät, auf einer grundlegenden Ebene zu funktionieren und mit Elementen des umfassenderen Systems zu kommunizieren.

    Software ist nicht direkt von einer bestimmten Hardwarekomponente abhängig. In diesem Sinne steht die Software in der Systemhierarchie "über" der Firmware. Diese ermöglicht – neben den integrierten Hardwarekomponenten – die Ausführung der Software in Form von Betriebssystemen, Programmen bzw. Anwendungen, mit denen Sie interagieren.

    Wenn man die Bedeutung einer Aktualisierung einer Firmware mit der von Software-Schwergewichten wie dem Betriebssystem vergleicht, haben beide die gleich hohe Priorität. Denn wenn eine davon ausfällt, funktioniert Ihr Gerät nicht mehr richtig. Dasselbe gilt übrigens auch für Treiber.

    Sind Treiber eine Art von Firmware?

    Obwohl Treiber und Firmware beides Arten von Software sind, die den Betrieb der Hardware erleichtern, dienen sie unterschiedlichen Zwecken. Im Gegensatz zu Firmware, die direkt auf einem Hardware-Gerät programmiert wird, um Maschinenbefehle bereitzustellen, ermöglichen es Treiber einem Betriebssystem, einen bestimmten Gerätetyp (z. B. eine Maus oder einen Monitor) zu erkennen und mit ihm zu kommunizieren, wenn er angeschlossen ist.

    Welche Arten von Geräten verwenden Firmware?

    Firmware ist in einer Vielzahl moderner Geräte zu finden. Fast jedes digitale Gerät – von der intelligenten Glühbirne bis zum Kopfhörer – ist auf Firmware angewiesen, um zu funktionieren. Einige Beispiele:

    Desktop-Computer und Laptops

    Die Firmware eines Computers wird als BIOS oder Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) bezeichnet. Sie befindet sich im dedizierten Speicher des Motherboards bzw. des Logicboards (bei Macs). Sie wird zum Starten des Betriebssystems verwendet. Viele Peripheriegeräte und verwandte Geräte – beispielsweise Router – besitzen auch ihre eigene Firmware.

    Intelligente Geräte

    Von Fernsehern bis zu Kühlschränken – jedes Gerät mit intelligenten Funktionen oder IoT-Konnektivität verfügt über Firmware. Die Firmware und Software dieser Geräte muss nicht so häufig aktualisiert werden wie die von Computern.

    Mobilgeräte

    Smartphones, Tablets und Smartwatches benötigen für den Betrieb eine Firmware. Die Art der Firmware variiert aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen für iOS (bei Apple-Geräten) und für Android (bei Geräten z. B. von Samsung).

    Haushaltsgeräte

    Programmierbare Geräte im Haushalt, wie Mikrowellen und Waschmaschinen, verwenden Firmware, um Anweisungen und Benutzereingaben an die mechanischen Elemente der Maschine zu übermitteln.

    Autos

    Von Sensoren bis hin zu Navigationssystemen – ein Großteil der Technologie in modernen Autos verfügt heute über eine eigene Firmware, die für die Ausführung bestimmter Aufgaben zuständig ist.

    Welche Vorteile bietet die Firmware-Aktualisierung?

    Ein Firmware-Update verbessert die Stabilität, Sicherheit und Leistung Ihres Geräts, da es Fixes, Patches und Kompatibilitäts-Updates enthält. Dies trägt dazu bei, dass Ihr Gerät mit einem neuen Betriebssystem funktioniert oder über neue Funktionen und Merkmale verfügt.

    Stabilität

    Die Implementierung von Firmware-Updates hilft, die Stabilität eines Systems aufrechtzuerhalten, indem Fehler und Probleme beseitigt werden, während gleichzeitig die Kompatibilität mit neuen Hardware- und Softwarekomponenten sichergestellt wird. Die Stabilität der CPU lässt sich mit einem Stresstest überprüfen, um Leistungsprobleme zu erkennen.

    Sicherheit

    Firmware ist im Allgemeinen anfällig für Angriffe, da sie nur selten standardmäßig über Sicherheitsmaßnahmen verfügt. Dies kann dazu führen, dass Exploits unbemerkt in den Code der Firmware eingeschleust werden, wodurch Malware Tür und Tor geöffnet wird.

    Die rasche Anwendung von Fixes nach ihrer Veröffentlichung ist entscheidend für den Schutz der Firmware und zur Behebung potenzieller Schwachstellen. Anderenfalls könnten Ihre Aktivitäten überwacht, Ihre Daten gestohlen oder gar das ganze System unbrauchbar gemacht werden.

    Leistung

    Firmware-Updates verbessern die Leistung, weil sie Störungen und Ineffizienzen im Hardware-Betrieb beseitigen und neue Funktionen wie die Kompatibilität mit neuen Musik- und Videoformaten ermöglichen. Manchmal lassen sich ältere Geräte, die scheinbar in die Jahre gekommen sind, durch ein umfassendes Firmware-Update wieder verjüngen.

    So nehmen Sie ein Firmware-Updates vor

    Viele Gerätehersteller bieten regelmäßige Over-the-Air (OTA)-Updates an und stellen diese mit einem Firmware-Update oder einer Benachrichtigung zur Verfügung, sodass Sie zur Installation nur noch klicken müssen. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie das Update manuell durchführen müssen: Die Installation einer falschen Firmware könnte zu Fehlfunktionen des Geräts führen.

    Befolgen Sie diese Tipps, um Ihre Firmware auf sichere Weise zu aktualisieren (auch als "Flashen" bezeichnet):

    • Ermitteln Sie das genaue Modell und die Firmware-Version Ihres Geräts. Diese Details sind häufig im Einstellungsmenü des Geräts oder in der App zu finden, die zur Kommunikation mit dem Gerät verwendet wird.

    • Suchen Sie auf der Website des Herstellers nach dem genauen Modell. Laden Sie Updates nur von der offiziellen Website herunter, um die versehentliche Installation von Schadsoftware zu vermeiden. Einige Hersteller stellen ein Tool zur Verfügung, mit dem Sie das neueste Update für Ihr System ermitteln und herunterladen können.

    • Achten Sie darauf, dass Sie über eine zuverlässige Stromversorgung verfügen und installieren Sie Updates nicht im Akkubetrieb. Die Firmware ist für das Gerät unverzichtbar, sodass eine fehlgeschlagene Installation aufgrund eines Stromausfalls dazu führen kann, dass es komplett unbrauchbar wird.

    • Falls es Probleme mit der Firmware gibt, dürfen Sie sie nicht deinstallieren. Aktualisieren Sie sie stattdessen oder ersetzen Sie sie durch eine andere Version.

    • Falls Sie einen Mac besitzen, müssen Sie möglicherweise ein Firmware-Passwort eingeben. Diese Einstellung kann in macOS Wiederherstellung > Dienstprogramme > Startsicherheitsdienstprogramm (oder "Firmwarepasswortdienstprogramm") aktiviert oder deaktiviert werden.

    Sorgen Sie mit AVG Driver Updater für den reibungslosen Betrieb Ihres Computers

    Die regelmäßige Aktualisierung der Firmware ist wichtig, aber sie ist nur ein Teil der gesamten Geräteleistung. AVG Driver Updater sucht automatisch nach veralteten oder fehlenden Treibern, führt erweiterte Malware- und Kompatibilitätsprüfungen durch und installiert die jeweils neueste Version für maximale Leistung und Sicherheit bei minimalem Aufwand. Installieren Sie AVG Driver Updater noch heute, damit Ihr Computer reibungslos funktioniert.

    Sorgen Sie mit AVG Mobile Security dafür, dass Ihr iPhone reibungslos läuft

    Kostenlose Installation

    Superkräfte für Ihr Smartphone mit AVG Cleaner

    Kostenlose Installation
    Leistungstipps
    Leistung
    Oliver Buxton
    14-07-2023