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マザーボードを分解して仕組みを説明しました

マザーボードを分解して仕組みを説明しました
マザーボードを分解して仕組みを説明しました

科学のために!

先日、電源の不具合でBiostar Z97WEマザーボード(上の写真)が壊れてしまった時は、ただの悲しい日になるかと思いました。しかし、ただゴミ箱に捨てて新しいマザーボードに買い替えるのではなく、マザーボードを一つ一つ分解し、  PCの中枢神経として機能するマザーボードを支える主要なハードウェアとテクノロジーの一部を、皆さん(そう、皆さん)にご紹介することにしました。

免責事項:この記事の作成にあたり、マザーボード1枚が無残に分解されました。早速見ていきましょう。

RAMを壊す

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画像提供:トーマス・ライアン

マザーボードで最も簡単に外せるパーツはRAMスロットです。小さな金属製のタブで固定されており、マザーボードの裏側から簡単に外すことができます。プラスチック製のRAMスロットを取り外すと、マザーボードからプラスチックスロットへと伸び、メモリとの電気的接続を確立するピンが見えます。プラスチックスロット自体はかなり頑丈な構造で、基本的に手で壊すことはできません。

マザーボードからRAMスロットを1つ取り外せば、残りの3つもあっという間に取り外せます。マザーボードによっては、RAMスロットの色が同じものもありますが、今回分解するZ97 Biostarマザーボードはそうではありません。スロットの色が黄色と黒で交互になっています。

PCI-weeeee

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画像提供:トーマス・ライアン

次に、PCI-Eスロットを取り外しました。これは、グラフィックカードやストレージをPCに接続するためのものです。これらのスロットはRAMスロットと同じ小さな金属製のタブで固定されていますが、取り外すには少し力が必要で、ドライバーを簡単なレバーのように使う必要がありました。もちろん、PCI-Eスロットを取り外すと、マザーボードのPCBから保護されていないピンがさらに多く突き出ているので、自宅でこの作業を行う際はご注意ください。

サウスブリッジを台無しにする

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画像提供:トーマス・ライアン

次に、ドライバーを使って少し揺らしながら、サウスブリッジのヒートシンクを取り外しました。サウスブリッジは、USB、システムBIOS、PCI-E、オーディオといったコンピューターの入出力信号を管理しています。Biostarのロゴが入ったこの薄型のヒートシンクは、Intel Z97チップセットのロジックを冷却します。

最後尾に立つ

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画像提供:トーマス・ライアン

これはサウスブリッジ ヒートシンクの底部で、残った放熱グリスなどがすべて残っています。

BIOSの頭脳

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画像提供:トーマス・ライアン

サウスブリッジの近くには、BiostarマザーボードのBIOSを保存したメモリチップがあります。このチップは小さなソケットに収まっているため、技術的には交換可能な部品です。このチップはWinbond製で、64MBのメモリを搭載しています。

根深いVRM

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画像提供:トーマス・ライアン

マザーボードのハードウェアの中でも、取り外すことのできない重要な部品があります。それは、電圧調整モジュール(VRM)と呼ばれる電力供給ハードウェアです。灰色のコンデンサ、濃い灰色のフェライトチョーク、そして小さな黒いMOSFETが連携して、CPUが正常に動作するために必要な安定した電力を供給します。

熱を帯びる

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画像提供:トーマス・ライアン

VRMはPCの動作中にかなり熱くなることがよくあります。そのため、ハイエンドマザーボードには、前のスライドでハイライトしたVRMから取り外した、ここに掲載されているような頑丈なヒートシンクが搭載されていることがよくあります。ヒートシンク上部の柔らかいサーマルパッドに、MOSFETの跡が残っています。

CPUブラケットの破損

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画像提供:トーマス・ライアン

頼りになるドライバーを使ってCPU固定ブラケットを外します。良質なブラケットの理想に忠実に、このブラケットは頑丈な金属の塊で、CPUに圧力をかけ、ソケットにしっかりと固定するレバーが付いています。

ボトムアップ

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画像提供:トーマス・ライアン

こちらはCPU保持ブラケットの裏側です。ほとんどのアフターマーケットヒートシンクには、CPUソケットの裏側に取り付けるブラケットが付属しています。このブラケットに取り付けます。

ピンを倒す

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画像提供:トーマス・ライアン

実際の CPU ソケットをマザーボードから引き剥がすことはできませんでしたが、ソケット内のピンをいくつか潰してしまいました。これにより、ソケット内のピンが実際にはかなりきれいに見えるということが思い出されました。

実用的には、ピンはCPUをマザーボードに接続し、保持ブラケットはCPUがソケットピンにしっかりと接続された状態を維持する役割を果たします。これは、交換可能なプロセッサにとって重要な要素です。ピンとブラケットがなければ、プロセッサはマザーボードに半田付けする必要があります。

これが終わりだ、美しい友よ

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画像提供:トーマス・ライアン

ついに、分解されたマザーボードが完成しました。全てを取り外すと、かつては強力だったこのマザーボードは、今やかなり平凡な見た目になってしまいました。かつての面影を残すのは、ぽつんと残ったCMOSバッテリー、かつてスロットがあった場所に並んだ数十本のピン、そしてPCB表面に白い四角で囲まれたベアチップ(剥がすと深刻な損傷を負います)だけです。 

そういえば、もっと破壊したいという欲求はありますか?(科学的な意味で。) RAM がどのように動作するかを示すために、メモリスティックを切り刻んでみました。

Otpoo

Health writer and researcher with expertise in evidence-based medicine and healthcare information.