障害の性質としては、設計不良や製造工程上の不良などが原因の先天的な障害と、 経年劣化や動作環境が原因の後天的な障害の2種類が考えられます。
CPUの技術が進み、Intel 4004からPentium4の時代まではムーアの法則と呼ばれる 集積密度が2年ごとに倍になり、動作周波数も3GHzを超えるなど高密度化・高速化が劇的に進んで CPUの製造が大変に難しくなる上、人体や物体からの静電気の放電や雷などの過電流や、 動作時に発する熱などには大変弱くなってきています。
また内部の基本的な回路が破損した場合はPC/ATが起動しなくなるため、すぐ異常は発見できますが、 マルチメディア命令や64bit命令など拡張機能を司る回路は実行されるまでは 回路やレジスタの異常を検知できません。 PC-Doctorはマルチメディア命令やレジスタの動作の検査を行うことができます。

RISCプロセッサと比べ複雑になりすぎた命令体系のため、 命令実行に異常をきたす設計不良が発見される場合が多々あります。 しかしPentium Pro以降のP6マイクロアーキテクチャ以降のCPUでは、 エラッタと呼ばれる修正用マイクロコードをBIOSによってPC/AT起動時に書き換えることで 修正することが可能です。
BIOSはシステムボード製造メーカより最新版の更新用バイナリを供給されているので、 実動作が不安定な場合や、検査ソフトウェアによるCPUテストで異常が発見された場合は、 システムボードのBIOSを最新版に更新することで改善される場合があります。
またCPUはコンピュータの中心的存在であるため、製造品質が良い上に品質管理が大変に厳しく、 さらにCPU供給メーカが少ないため他の装置ような価格競争もないので、 製造不良に関する障害は殆ど確認できません。

• 熱による障害


高集積化・高速化が劇的に進んだ現在、 動作周波数も3GHzを超えたものもあり、 常温状態では非常に高温の熱を発して自ら冷却することができず、 PentiumやK6以降のCPUでは冷却装置無しではすぐ熱暴走を起こして 動作することができなくなってしまいました。 そのため、ヒートシンクや冷却ファン(図3.3〜図3.5)といった冷却装置を用いて CPUを冷却する必要があります。

図3.3 CPU冷却ファン上部外観	図3.4 CPU冷却ファン上部外観(その2)

図3.5 CPU冷却ファン下部外観

冷却にはCPUを十分に冷却できる仕様の装置を規定の設置手順を遵守する必要がありますが、 作業者の装着ミスやご認識により冷却装置の設置不良が起こる可能性があります。 また無事装着し稼動した後も、冷却装置の故障によって冷却が十分に行われない事態も考えられます。
これら熱による障害によってCPUの動作が不安定になったり、動作停止状態に陥ります。
以下に主な要因の例を挙げます。

• 冷却能力が不十分な冷却装置の設置

特にPentium DやOpteron、Athlon 64など最近の高周波数で動作するCPUは、 適切な能力を持つ冷却装置を設置する必要があります。 また低品質の安価な冷却装置にも注意が必要です。


• 冷却装置の設置不良



• 冷却装置の不適切な位置で設置
• 冷却装置の電源コネクタの接続忘れ
• グリスの塗り忘れ
• グリスの不適切な厚さで塗布

など


• 冷却装置の故障による温度障害



• 不適切な動作環境による温度障害
• 日中炎天下環境でコンピュータ全体の温度上昇
• 埃や障害物、排熱環境の悪い室内でコンピュータ全体の排熱不良

など



• 供給電力による障害


CPUはまた、高集積化および高速化のために消費電力も非常に大きくなりました。 そのために電源装置およびシステムボードは、CPUに安定した電力を間断無く供給する必要があります。

しかし、近年の価格競争激化により電源装置やシステムボードは低価格で低品質の製品も出回り、 CPUへの供給電力が不十分または不安定で、CPUの動作が不安定になる場合があります。 また、ユーザまたはPC/AT製造者の知識不足により、非力な電源装置を設置したために CPUへの供給電力が不足する場合があります。

供給電力による障害によってCPUの動作が不安定になったり、動作停止状態に陥ります。

以下に主な要因の例を挙げます。


• 電源装置の電力供給不足

PC/ATシステムが高速CPU、豊富な周辺機器を備えて高消費電力にもかかわらず、 電源装置の供給電力量が不足して動作停止します。


• 不安定な供給電力

電源装置の構成が低品質な電気素子を用いているため、交流側のちょっとした電力の揺らぎや 周辺機器の可動状況により供給電力が一定しないために動作停止します。


• 雷からの過電流(サージ)

落雷によるサージが交流側から流れて内部回路を破壊し、動作不能になります。



• 装着時の障害



• 静電気の放電

摩擦によって電荷の蓄えられた人体または物体からの接触時の放電によって流れる電流で、 内部回路が破壊され、動作不能になります。


• 誤装着による接続ピン破損

作業者がコネクタ形状の異なるソケットや装着向きの誤りに気づかずに強引に装着を試みたため、 下部のコネクタピンが破損して動作不能になります。


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