Firmware Là Gì? Có Những Loại Firmware Nào? - VSUDO Blog

Trong máy tính, chắc hẳn bạn đã từng nghe qua có rất nhiều từ có chứa “ware” rồi phải không? ví dụ như firmware, software, hardware,… và những thuật ngữ này có thể đã gây ra hoang mang cho bạn. Mặc dù mình sẽ không giải thích đầy đủ cho bạn nghĩa của từ “ware” trong máy tính là gì. Nhưng trong bài viết này, mình sẽ giải thích định nghĩa “firmware là gì“, nơi firmware được lưu trữ và các loại firmware.

Firmware là gì?

Theo wikipedia, “firmware là một loại chương trình máy tính cung cấp quyền kiểm soát mức thấp cho các phần cứng cụ thể của thiết bị“. Khá là khó hiểu.

Còn theo mình, firmware là một phần mềm nhỏ giúp phần cứng làm việc và làm những gì mà nhà sản xuất mong đợi thiết bị sẽ thực hiện. Nếu không có firmware, hầu hết các thiết bị điện tử sẽ không thể hoạt động được.

Hầu hết bất kỳ loại thiết bị nào ngày nay, như máy tính PC, điện thoại di động, xe ô tô, máy rửa chén, máy giặt, tủ lạnh,…. đến từ các nhà sản xuất đều có những dạng firmware riêng.

Ví dụ: khi đi đường bạn sẽ thấy tại các ngã 4 có các cột đèn giao thông và những cột đèn này cũng sử dụng firmware để có thể hoạt động được. Và firmware là những gì mà sẽ nói cho cột đèn biết khi nào thay đổi từ đèn vàng sang đỏ, theo chu kỳ đèn đỏ bao nhiêu giây? Nếu không có firmware, đèn giao thông sẽ chẳng làm được gì cả, ngoài tác dụng phụ làm “cột đèn mờ“.

Đối với các thiết bị phần cứng phức tạp hơn như máy tính, điện thoại, … firmware là tất cả mọi thứ có trên đó, và nó hoạt động như hệ điều hành, kiểm soát mọi thứ như các chức năng hoạt động trên thiết bị.

Để làm mọi thứ trở nên rõ ràng hơn, mình sẽ lấy một ví dụ khác: một chiếc bo mạch chủ mà không có firmware sẽ không thể nào biết và phát hiện được các ổ đĩa cứng khi chúng được thêm vào, không nhân biết được card đồ họa khi được được gắn vào. Nếu ổ đĩa cứng của bạn không có firmware được nhúng vào trong đó, chúng sẽ không biết được tốc độ quay thực sự như thế nào và khi nào nên dừng quay đĩa lại. Một thiết bị card mạng không dây sẽ không biết được làm cách nào để sử dụng một tần số wifi cụ thể.

Firmware được lưu trữ ở đâu?

Như bạn đã biết, firmware là software được viết trực tiếp vào phần cứng thiết bị. Nhưng chính xác thì nó được lưu trữ ở đâu? Firmware thường được lưu trữ trong loại bộ nhớ đặc biệt, gọi là ROM. ROM được viết tắt bởi từ Read Only Memory (nghĩa là bộ nhớ chỉ đọc), và loại bộ nhớ này chỉ được ghi một lần bởi nhà sản xuất phần cứng. Bộ nhớ ROM cực kỳ cần thiết cho bất kỳ các thiết bị điện tử nào, bởi vì nó phải lưu giữ dữ liệu vĩnh viễn, thậm chí khi thiết bị đã tắt hoặc bị mất điện đột ngột. Bạn không thể sản xuất một thiết bị phần cứng mà quên đi firmware, nó sẽ không thể hoạt động được bởi nó không biết làm cái gì cả.

Bộ nhớ flash ROM là một dạng bộ nhớ có thể được ghi lại mặc dù bạn đầu nó được ghi bởi nhà sản xuất phần cứng, nó có thể được ghi lại sau đó. Tất nhiên thì bạn có thể ghi firmware mới lên thiết bị phần cứng này. Tuy nhiên, bạn có thể làm điều đó với một công cụ cập nhật firmware thích hợp, đã được thiết kế đặc biệt để làm việc với thiết bị phần cứng đó.

Có những loại firmware nào?

Có nhiều loại firmware tồn tại ngay trong thiết bị phần cứng của bạn. Ví dụ như firmware trong bo mạch chủ (hay BIOS), firmware trong ổ đĩa cứng, trong card đồ họa, ổ cứng SSD, card mạng,… Thậm chí còn có firmware trong bàn phím, chuột mà bạn đang sử dụng. Và đó chỉ là những ví dụ thân thuộc với bạn nhất liên quan đến máy tính.

Bạn nên nhớ rằng firmware tồn tại trong hầu hết các thiết bị thực hiện các tác vụ chuyên dụng như máy giặt, máy điều hòa, TV, cây ATM.

Firmware hoạt động như thế nào?

Firmware được nạp sẵn từ nhà sản xuất và chạy ngay khi thiết bị được cấp nguồn, trước cả hệ điều hành. Nó chịu trách nhiệm:

• Khởi tạo phần cứng (CPU, RAM, cảm biến, cổng kết nối)
• Kiểm tra trạng thái thiết bị (POST)
• Điều phối giao tiếp giữa phần cứng và hệ điều hành
• Cung cấp các lệnh điều khiển cấp thấp cho hệ thống

Ví dụ:

• Khi bạn bật máy tính, BIOS hoặc UEFI là firmware đầu tiên được thực thi
• Khi router WiFi khởi động, firmware sẽ kiểm tra cổng mạng, chip sóng và bảng cấu hình
• Với camera an ninh, firmware xử lý luồng hình ảnh, mã hóa và kết nối server

Phân biệt Firmware, Software và Hardware

Thành phần	Vai trò	Ví dụ
Hardware	Phần cứng vật lý	CPU, RAM, ổ cứng, bo mạch
Firmware	Điều khiển phần cứng	BIOS, firmware router
Software	Ứng dụng người dùng	Windows, Android, app

Firmware nằm giữa hardware và software, và là lớp không thể thiếu để hai thành phần này hoạt động trơn tru.

Các loại Firmware phổ biến hiện nay

1. Firmware hệ thống (System Firmware)

• BIOS / UEFI trên máy tính
• Bootloader trên thiết bị nhúng
• Điều khiển quá trình khởi động và cấu hình phần cứng

2. Firmware thiết bị ngoại vi

• Chuột, bàn phím, SSD, máy in
• Giúp thiết bị giao tiếp chính xác với hệ điều hành

3. Firmware thiết bị mạng

• Router, modem, switch
• Quản lý NAT, firewall, WiFi, VLAN

4. Firmware thiết bị IoT & nhúng

• Camera an ninh, cảm biến, smart home
• Thường tối ưu cho hiệu năng và tiêu thụ điện thấp

Trong thực tế vận hành, firmware của thiết bị mạng và IoT là nhóm cần được quản lý và cập nhật cẩn trọng nhất do liên quan trực tiếp đến bảo mật.

Có nên cập nhật Firmware không?

Có, nhưng không phải lúc nào cũng cần.

Khi nào nên cập nhật firmware?

• Nhà sản xuất vá lỗi bảo mật nghiêm trọng
• Khắc phục lỗi treo, mất kết nối, quá nhiệt
• Cải thiện hiệu năng hoặc tương thích phần cứng
• Bổ sung tính năng quan trọng (ví dụ WPA3 cho router)

Khi nào không nên cập nhật?

• Thiết bị đang hoạt động ổn định
• Firmware mới chưa được xác nhận độ ổn định
• Thiết bị quan trọng, không có phương án rollback

Từ kinh nghiệm triển khai thực tế, VSUDO khuyến nghị:

Chỉ cập nhật firmware khi có lý do rõ ràng và luôn sao lưu cấu hình trước khi nâng cấp.

Rủi ro khi cập nhật Firmware sai cách

• Thiết bị không khởi động (brick)
• Mất cấu hình, reset toàn bộ hệ thống
• Không tương thích phần cứng
• Lỗ hổng bảo mật nếu dùng firmware không chính hãng

Đặc biệt với router, camera và thiết bị IoT, việc flash firmware từ nguồn không uy tín có thể dẫn đến nguy cơ bị cài backdoor.

Firmware và bảo mật hệ thống

Firmware là mục tiêu tấn công ngày càng phổ biến vì:

• Ít được người dùng kiểm tra
• Chạy ở mức đặc quyền cao
• Có thể tồn tại dai dẳng ngay cả khi cài lại hệ điều hành

Các cuộc tấn công firmware có thể:

• Can thiệp quá trình khởi động
• Ghi log dữ liệu người dùng
• Mở cổng truy cập trái phép

Do đó, trong các hệ thống nghiêm túc, firmware cần:

• Được cập nhật từ nguồn chính hãng
• Có chữ ký số (firmware signing)
• Được kiểm soát vòng đời và phiên bản

Firmware có phải là phần mềm mã nguồn mở không?

Phần lớn firmware là mã nguồn đóng, tuy nhiên vẫn có các dự án mã nguồn mở nổi bật như:

• OpenWRT (router)
• Coreboot (thay thế BIOS truyền thống)
• Marlin (firmware máy in 3D)

Firmware mã nguồn mở thường được cộng đồng đánh giá cao về tính minh bạch và khả năng kiểm soát, nhưng đòi hỏi kiến thức kỹ thuật khi triển khai.

Tổng kết

Firmware là nền tảng cốt lõi giúp thiết bị phần cứng hoạt động ổn định, an toàn và đúng chức năng. Dù ít được chú ý hơn phần mềm, firmware lại đóng vai trò quyết định trong hiệu năng, độ bền và bảo mật hệ thống.

Hiểu đúng về firmware giúp người dùng:

• Sử dụng thiết bị hiệu quả hơn
• Giảm rủi ro bảo mật
• Ra quyết định đúng khi cập nhật hoặc thay thế thiết bị

Với các hệ thống công nghệ hiện đại, firmware không còn là chi tiết ẩn, mà là một phần quan trọng trong chiến lược vận hành dài hạn.

Các câu hỏi thường gặp

Firmware có phải là phần mềm không?

Firmware là một dạng phần mềm, nhưng khác với phần mềm thông thường ở chỗ nó được nhúng trực tiếp vào phần cứng và hoạt động ở mức rất thấp. Firmware chịu trách nhiệm điều khiển cách thiết bị khởi động, giao tiếp và vận hành cơ bản, trong khi phần mềm ứng dụng chạy ở tầng cao hơn và dễ thay đổi hơn.

Có nên cập nhật firmware cho thiết bị không?

Nên cập nhật firmware khi nhà sản xuất phát hành bản vá bảo mật, sửa lỗi nghiêm trọng hoặc cải thiện khả năng tương thích. Tuy nhiên, nếu thiết bị đang hoạt động ổn định và không gặp vấn đề, việc cập nhật firmware không cần thiết và có thể tiềm ẩn rủi ro nếu thực hiện sai cách.

Firmware có ảnh hưởng đến bảo mật hệ thống không?

Có. Firmware là một trong những thành phần quan trọng nhất liên quan đến bảo mật vì nó hoạt động trước hệ điều hành và có quyền kiểm soát phần cứng. Firmware lỗi thời hoặc không chính hãng có thể chứa lỗ hổng bảo mật, làm tăng nguy cơ bị tấn công hoặc cài backdoor vào hệ thống.

5/5 (1 Review)