Firmware là gì? Phân biệt Firmware và Software

Firmware là gì? Đây là phần mềm đặc biệt được “cài sẵn” vào các thiết bị điện tử, giúp phần cứng có thể hoạt động và giao tiếp với phần mềm. Từ điện thoại, máy tính cho đến tivi, máy giặt, tất cả đều cần Firmware để vận hành ổn định. Cùng tìm hiểu chi tiết về Firmware trong bài viết này nhé.

1. Firmware là gì?

Firmware là một loại phần mềm chuyên biệt được tích hợp trực tiếp vào bộ nhớ không bay hơi (non-volatile memory) của thiết bị điện tử, chẳng hạn như ROM (Read-Only Memory), EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) hoặc Flash. Không giống như phần mềm thông thường có thể dễ dàng thay đổi, Firmware được lưu trữ cố định và ít khi được cập nhật. Điều này là bởi nó chứa các hướng dẫn cấp thấp nhất mà phần cứng cần để khởi động và vận hành.

Chức năng chính của Firmware là khởi động và kiểm tra phần cứng khi thiết bị được bật, đảm bảo các bộ phận như CPU, RAM cùng ổ cứng hoạt động bình thường. Nó điều khiển phần cứng theo đúng chức năng, đồng thời đóng vai trò cầu nối để phần mềm và hệ điều hành giao tiếp với thiết bị.

Ngoài ra, nhiều loại Firmware cũng có thể cập nhật để vá lỗi, tối ưu hiệu suất, bổ sung tính năng mới và tăng cường bảo mật, giúp hệ thống vận hành ổn định, an toàn hơn.

Firmware là gì? Có cần download Firmware không?

2. Nguồn gốc của Firmware

Firmware ra đời từ những năm 1960, khi các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm cách lưu trữ các chỉ dẫn điều khiển phần cứng trực tiếp trên chip nhớ thay vì trong phần mềm thông thường. Thuật ngữ “Firmware” lần đầu tiên được sử dụng bởi Ascher Opler vào năm 1967 để mô tả lớp phần mềm trung gian nằm giữa phần cứng và phần mềm, được ghi vào bộ nhớ ROM.

Ban đầu, Firmware rất khó thay đổi do được lưu cố định, nhưng cùng với sự phát triển của công nghệ, đặc biệt là bộ nhớ flash, Firmware ngày nay có thể được cập nhật, vá lỗi hoặc nâng cấp để cải thiện hiệu năng và bổ sung tính năng mới. Đây chính là nền tảng quan trọng giúp các thiết bị điện tử hiện đại vận hành ổn định và linh hoạt hơn.

3. Các loại Firmware phổ biến

Firmware có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng và bước tiến của thời đại. Thông thường, Firmware sẽ được chia theo mức độ tích hợp phần cứng và chức năng của chúng.

3.1. Phân loại theo mức độ tích hợp phần cứng

Việc phân loại Firmware dựa trên mức độ tích hợp với phần cứng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tính chất và khả năng cập nhật của từng loại. Đây chính là thông tin quan trọng cho những người làm việc trong lĩnh vực phát triển phần cứng hoặc sửa chữa thiết bị:

• Firmware cấp thấp: Điều khiển hoạt động cơ bản của phần cứng, thường lưu trong ROM hoặc bộ nhớ lập trình một lần. Loại Firmware này sẽ không thể cập nhật sau khi sản xuất để đảm bảo ổn định và bảo mật. Nếu xảy ra lỗi, bạn thường phải thay thế phần cứng để khắc phục.
• Firmware cấp cao: Firmware cấp cao được lưu trong chip nhớ Flash và có thể cập nhật bằng công cụ của nhà sản xuất. Việc cập nhật giúp sửa lỗi, tăng hiệu suất, bảo mật và bổ sung tính năng mới, cho phép thiết bị thích nghi công nghệ mà không cần thay phần cứng.
• Firmware hệ thống con: Firmware hệ thống con hoạt động bán độc lập trong thiết bị và quản lý các thành phần cụ thể như GPU, SSD, modem hay PSU. Nó có thể cập nhật riêng để tối ưu hiệu năng và giao tiếp mà không ảnh hưởng đến toàn hệ thống.

3.2. Phân loại theo chức năng

Công nghệ phát triển nhanh chóng cũng dẫn đến sự xuất hiện và thay đổi của các loại Firmware cụ thể mà người dùng máy tính thường xuyên tiếp xúc. Điều này phản ánh những tiến bộ trong khả năng khởi động và quản lý hệ thống của các loại Firmware, bao gồm:

• BIOS (Basic Input/Output System): Truyền thống trên mainboard, đảm nhận khởi động ban đầu như kiểm tra phần cứng (POST) rồi nạp hệ điều hành. Dù vậy, BIOS đang dần bị thay thế do hạn chế về tốc độ, dung lượng ổ cứng nhỏ và bảo mật kém hiện đại.
• EFI (Extensible Firmware Interface) và UEFI (Unified Extensible Firmware Interface): Làm cầu nối giữa hệ điều hành và phần cứng, hỗ trợ khởi động nhanh, ổ cứng >2TB (GPT), giao diện đồ họa thân thiện và bảo mật với Secure Boot. Hiện nay, UEFI đã trở thành tiêu chuẩn trên hầu hết máy tính hiện đại nhờ hiệu suất, linh hoạt và an toàn vượt trội.

Có những loại Firmware nào?

4. Cách thức hoạt động của Firmware

Cơ chế hoạt động của Firmware dựa trên việc gửi các tín hiệu dưới dạng ngôn ngữ lập trình đơn giản, thường là cấp thấp như C hoặc Assembly, trực tiếp đến các linh kiện phần cứng để điều khiển chúng. Quá trình này diễn ra ngay từ khi thiết bị khởi động, ví dụ như khi bạn nhấn nút nguồn máy tính thì Firmware sẽ điều hành tuần tự như sau:

• Gửi lệnh đến CPU để khởi động.
• Thực hiện POST (Power-On Self-Test): Kiểm tra RAM, card đồ họa, ổ đĩa và các phần cứng cơ bản.
• Sau khi xác minh phần cứng ổn định, Firmware tìm và nạp chương trình cần thiết vào RAM, bao gồm bootloader của hệ điều hành.
• Chuyển quyền điều khiển cho hệ điều hành, cho phép máy tính khởi động hoàn chỉnh và người dùng bắt đầu sử dụng.

Có thể thấy rằng, cơ chế này giúp đảm bảo thiết bị được điều phối từ phần cứng thấp nhất và tạo nền tảng cho phần mềm vận hành ổn định hơn.

5. Tại sao cập nhật Firmware lại quan trọng?

Cập nhật Firmware không chỉ là một khuyến nghị mà còn là việc làm cần thiết để duy trì hiệu suất và bảo mật của thiết bị. Đây là một phần không thể thiếu trong quá trình duy trì hiệu năng thiết bị điện tử, điều này có thể lý giải bằng 5 lý do chính:

• Sửa lỗi và cải thiện hiệu suất: Các bản cập nhật Firmware thường được phát hành để khắc phục lỗ hổng, tối ưu hóa các thuật toán điều khiển phần cứng, từ đó cải thiện hiệu suất tổng thể, tăng tốc độ phản hồi hoặc giảm tiêu thụ năng lượng.
• Tăng cường bảo mật: Bảo vệ thiết bị khỏi các mối đe dọa mới nhất, đảm bảo an toàn cho thông tin cá nhân và hệ thống. Đối với các chuyên gia an ninh mạng, việc theo dõi và triển khai các bản cập nhật Firmware bảo mật là trách nhiệm hàng đầu của họ.
• Triển khai tính năng mới: Bổ sung các chức năng hoặc cải tiến sẵn có cho thiết bị.
• Tương thích với phần cứng/phần mềm mới: Khi các linh kiện phần cứng hoặc phiên bản phần mềm mới ra mắt, Firmware cần được cập nhật để đảm bảo thiết bị hiện tại có thể hoạt động hiệu quả và tương thích với chúng. Điều này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống phức tạp và cần phối hợp nhịp nhàng.
• Ổn định hệ thống: Giảm thiểu sự cố, treo máy hoặc lỗi không mong muốn, mang lại trải nghiệm sử dụng mượt mà và đáng tin cậy hơn. Một Firmware ổn định là nền tảng cho thiết bị hoạt động hiệu quả và bền bỉ.

Update Firmware là gì? Tại sao lại cần update Firmware?

6. Cách cài đặt các bản cập nhật Firmware

Cập nhật Firmware có thể mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tiềm ẩn rủi ro nếu không được thực hiện đúng cách. Bởi vậy, JobsGO gợi ý bạn một số phương pháp phổ biến để cập nhật Firmware, tùy thuộc vào loại thiết bị và nhà sản xuất:

• Game console và thiết bị di động: Với các thiết bị như máy chơi game, điện thoại thông minh hay máy tính bảng, Firmware thường được cập nhật qua mạng không dây (OTA). Người dùng sẽ nhận thông báo cập nhật và chỉ cần chấp nhận để thiết bị tự động cài đặt, tương tự như khi cập nhật phần mềm thông thường.
• Router và thiết bị mạng: Các thiết bị này thường cung cấp giao diện quản trị trên web. Người dùng cần đăng nhập vào giao diện quản trị bằng trình duyệt, sau đó vào mục “Cập nhật Firmware”. Thông thường sẽ có tùy chọn Open/Browse để tải lên tệp Firmware đã được tải xuống trước đó từ trang web của nhà sản xuất. Bạn nên đọc kỹ hướng dẫn của từng loại router để tránh lỗi khi cập nhật.
• Thiết bị ổ đĩa CD/DVD/BD: Với các thiết bị lưu trữ dạng đĩa, bạn cần tải Firmware trực tiếp từ website hỗ trợ của nhà sản xuất. irmware sẽ được ghi ra đĩa hoặc lưu vào USB, sau đó tiến hành cập nhật thủ công theo hướng dẫn chi tiết đi kèm.

Trước khi cập nhật Firmware cho bất kỳ thiết bị nào, hãy luôn đọc kỹ hướng dẫn từ nhà sản xuất và làm theo từng bước. Nếu gặp khó khăn, bạn có thể truy cập trang hỗ trợ chính thức để tìm tài liệu hoặc hướng dẫn cụ thể cho đúng dòng thiết bị mình đang sử dụng.

Cách để cập nhật Firmware nhanh gọn lẹ

7. Lưu ý quan trọng khi cập nhật Firmware

Để đảm bảo quá trình cập nhật Firmware diễn ra an toàn và thành công, tránh các sự cố có thể gây hư hỏng thiết bị, người dùng cần tuân thủ nghiêm ngặt các lưu ý sau:

• Không tắt thiết bị giữa chừng và đảm bảo nguồn điện ổn định: Mất nguồn hoặc tắt máy giữa chừng trong quá trình cập nhật có thể làm hỏng Firmware vĩnh viễn (gọi là “bricking” thiết bị). Điều này khiến thiết bị trở thành “cục gạch” không thể sử dụng được và giảm hiệu suất hoạt động.
• Sử dụng đúng bản cập nhật: Luôn đảm bảo bạn đang sử dụng phiên bản Firmware dành riêng cho model thiết bị của mình. Sử dụng sai Firmware có thể gây xung đột phần cứng, lỗi hệ thống hoặc thậm chí làm hỏng thiết bị. Vì vậy, hãy kiểm tra kỹ tên model và phiên bản trước khi tải xuống cũng như cài đặt.
• Thực hiện đúng hướng dẫn: Các nhà sản xuất có thể xây dựng quy trình cập nhật Firmware khá khác nhau. Do đó, hãy đọc kỹ và làm theo từng bước hướng dẫn cập nhật từ tài liệu chính thức của thương hiệu bạn dùng để đảm bảo quá trình diễn ra nhanh chóng, chính xác và an toàn.
• Tham khảo website hỗ trợ của nhà sản xuất: Đây là nguồn thông tin đáng tin cậy nhất để tìm bản cập nhật Firmware mới nhất và nhận được hướng dẫn cụ thể cho thiết bị của bạn. Bạn nên hạn chế tải Firmware từ các nguồn không chính thống để tránh rủi ro bảo mật và tương thích.

8. Ứng dụng của Firmware trong đời sống

Firmware hiện diện trong gần như mọi thiết bị điện tử chúng ta sử dụng hàng ngày, từ những vật dụng đơn giản đến các hệ thống phức tạp. Một số ứng dụng của Firmware có thể bạn chưa biết là:

• Máy tính cá nhân & thiết bị lưu trữ:

• BIOS/UEFI quản lý khởi động, kiểm tra phần cứng và tải hệ điều hành.
• Card đồ họa, card mạng, bàn phím, chuột có Firmware riêng.
• Ổ cứng, SSD, USB dùng Firmware để quản lý dữ liệu, tốc độ đọc/ghi, đảm bảo an toàn và hiệu quả.

• Thiết bị di động & IoT:

• Smartphone, laptop dùng Firmware để tối ưu phần cứng, quản lý kết nối Wi-Fi, Bluetooth, cảm biến.
• Thiết bị IoT (bóng đèn, camera, khóa cửa thông minh) dựa vào Firmware để kết nối mạng, nhận lệnh, tự động hóa.

• Ô tô & thiết bị gia dụng:

• Ô tô dùng Firmware cho ABS, hộp số, ECU, điều hòa, giải trí… để đảm bảo an toàn và tiết kiệm nhiên liệu.
• Thiết bị gia dụng như máy giặt, lò vi sóng, tủ lạnh thông minh có Firmware để điều khiển chu trình, chế độ và bảng điều khiển.

• Thẻ thông minh & hệ thống nhúng:

• Smart card (ATM, SIM, CCCD gắn chip) có Firmware để xác thực, mã hóa và bảo mật giao dịch.
• Hệ thống nhúng khác như máy in, máy ảnh, thiết bị y tế, công nghiệp, đồ chơi điện tử thì dùng Firmware để hoạt động độc lập và hiệu quả.

Ứng dụng của Firmware là gì?

9. Firmware và Software khác gì nhau?

Mặc dù Firmware và Software đều là phần mềm nhưng chúng có vai trò, mục đích cùng đặc điểm hoạt động rất khác nhau. Hiểu rõ điều này là cực kỳ quan trọng cho các nhà phát triển phần mềm, kỹ sư phần cứng và bất kỳ ai muốn làm việc hiệu quả trong ngành công nghệ thông tin. Dưới đây là bảng so sánh Firmware và Software để bạn có thể dễ dàng nhận biết chúng:

Có thể thấy rằng, Firmware là một phần không thể thiếu của thế giới công nghệ hiện đại. Chúng đóng vai trò quan trọng trong mọi thiết bị điện tử, từ những vật dụng gia đình đơn giản đến các hệ thống máy tính phức tạp, để duy trì bảo mật và hiệu suất. Hiểu biết sâu về Firmware giúp người dùng sử dụng thiết bị hiệu quả hơn, còn với các chuyên gia công nghệ, đây là kiến thức nền tảng vững chắc để thăng tiến trong sự nghiệp. Tìm hiểu thêm những kiến thức liên quan tới công nghệ thông tin cùng cơ hội việc làm hấp dẫn ngay tại JobsGO!

Câu hỏi thường gặp

1. Có mấy loại Firmware trên bo mạch chủ?

Có hai loại chính là BIOS và UEFI, trong đó BIOS là phiên bản truyền thống, còn UEFI hiện đại hơn với tốc độ khởi động nhanh, bảo mật cao và hỗ trợ ổ cứng dung lượng lớn.

2. Tắt mật khẩu Firmware trên Mac như thế nào?

Để tắt mật khẩu Firmware trên Mac, hãy khởi động lại vào Recovery Mode, mở Utilities > Startup Security Utility (hoặc Firmware Password Utility), chọn Turn Off Firmware Password, nhập mật khẩu và khởi động lại máy.

3. Việc cập nhật Firmware có làm mất dữ liệu không?

Cập nhật Firmware thường không làm mất dữ liệu cá nhân trên thiết bị vì nó chỉ tác động đến phần mềm hệ thống cấp thấp, không phải bộ nhớ lưu trữ dữ liệu người dùng.

4. Firmware Iphone khác gì Android?

Firmware iPhone (iOS) do Apple phát triển độc quyền, chỉ chạy trên thiết bị Apple và được cập nhật đồng bộ, kiểm soát chặt chẽ. Trong khi đó, Firmware Android do Google phát triển mã nguồn mở, được nhiều hãng tùy biến nên đa dạng hơn, nhưng trải nghiệm và tốc độ cập nhật sẽ không đồng nhất.

5. Cập nhật Firmware cho Airpod như thế nào?

Vào Settings > Bluetooth > Information > About trên Iphone của bạn để kiểm tra bản cập nhật. Nếu có, hãy đặt AirPods vào hộp sạc, kết nối với nguồn điện, đặt gần iPhone và tiến hành tải xuống bản vá Firmware.

6. Cập nhật Firmware trên TV Samsung như thế nào?

Hãy đảm bảo TV được kết nối với WiFi, khi đó thiết bị sẽ tự động tải và cài đặt các bản cập nhật Firmware mới nhất. Ngoài ra, bạn cũng có thể vào Settings > Support > Software Update để kiểm tra và cập nhật thủ công.

(Theo JobsGO - Nền tảng tìm việc làm, tuyển dụng, tạo CV xin việc)