【實作實驗室】Windows 出現藍畫面,原來是它惹的禍!

作者:實作派

上週我的電腦突然出現令人苦惱的藍畫面 ,由於我的電腦幾乎是 24 小時不關機,因此懷疑是作業系統長時間運作所導致。我知道這種說法很可笑,因為作業系統本來就應該要能長時間運作,只是根據以往的使用經驗,Windows 系統的穩定性確實不若 Linux。

於是我很習慣地把電腦強制重新啟動,果然又順利開機了,你看!果然 Windows 就是有問題,我心理暗自給自己的結論打 100 分。只是 10 分鐘後,它又出現藍畫面了,我當下被眼前這台電腦狠狠地打臉。

我仔細看了一下藍畫面的訊息,如下圖,下方訊息有提到 ataport.sys,我先說明一下,ATA 是一種資料匯流排,有分為古早的 PATA 和現在流行的 SATA,因此我推測可能跟硬碟有關係。

Windows 電腦當機出現藍畫面(圖片來源:實作派提供)

這讓我不免想到去年我曾經寫過一篇文章【實作實驗室】電腦無法開機該怎麼解決?,因為當時有不開機的問題,錯誤訊息是 HDD Disk 出問題,而且重點是當時出問題的電腦正是現在這一台。

同一台電腦壞 2 次,兇手是誰?

對於自己修好的電腦,在一年之後又壞掉,真是莫大的恥辱,所以一定要好好檢查一下。回顧一年前 HDD 出現問題的原因,是因為主機板的電容爆漿,這次難道也是嗎?只好拆開機殼看一下。

不過因為我很久沒有拆電腦了,為了將來組回去方便,先拍個接頭位置的照片,到時候可以看圖接回去,快速又方便。

先把接頭位置拍下來,方便日後組裝(圖片來源:實作派提供)

好不容易終於把主機板拆下來,快速用眼睛掃描一下,我馬上就看到有 2 顆電容的頭部凸起來了,我想他們應該就是兇手。

看看這塊主機板,ASUS P5PKL-VM 是一款歷史悠久的型號,上面都還是鋁質電解電容(Aluminum electrolytic capacitor),它們的特色就是容易爆漿。

主機板有 2 顆電容爆漿(圖片來源:實作派提供)

因為這些電容裡面是液態電解質,長時間高溫使用會產生氣體,最終會因為鋁殼耐不住氣體壓力而爆漿,所以這種電容的頭頂都會割上幾道紋路,方便將來從頭頂爆漿,免得汁流滿地。上面的照片可能看不清楚,我來張近照,大家比較容易看得出來。

頭頂已經鼓起來的電容(圖片來源:實作派提供)

為何電容爆漿會當機?

電容顧名思義就是電荷的容器,是用來儲存電荷用的,以備不時之需。為何主機板需要不時之需的電流,電腦不是都有插電嗎?難道主機板會有缺電危機?沒錯,它真的會缺電,不知各位是否有經驗,家裡除濕機啟動的瞬間,家中燈泡會閃一下,那是因為馬達啟動的瞬間會需要很大的電流 Inrush current,在啟動的瞬間會把周遭電器的電流給吸走,這種現象在一般家庭沒什麼影響,但是在主機板上可不是這樣,那影響可大了。

現在的晶片運轉速度動輒以 GHz 速度來計算,而且電壓又低,稍微一點干擾就會讓它的時脈出現一個踉蹌,或說心跳少了一拍,CPU 馬上就完蛋。

這些晶片能做的事情又相當複雜,運轉時需要吃很多電流,不運轉時閒在那,就像家裡的馬達一樣,不轉則已,但轉起來超級吃電,連隔壁晶片的電都會被吃掉了,這樣走走停停地用電,可能會讓其他晶片的時脈少一拍。既然這些晶片都有大電流的臨時需求,那我們就在晶片附近裝個電容,平時儲電,臨時要用時就能馬上就近支應,免得影響到別顆晶片。

理論上當然電容越多越好,但電容的數量會跟成本有關係,如何用最少電容維持晶片的滿載運轉就是廠商的課題了,另外由於電容位在熱呼呼的晶片附近,所以在電容的選擇上必須更加謹慎。2000~2005 年間發生的電容災難就是因為高溫搭配劣質電容造成大量主機板陣亡,我這塊主機板大約就是那個年代末期的產物。

預防性更換電容

由於這個主機板很久了,我決定把晶片附近的電容都換新,而且要換成比較不會爆漿的固態電容,這樣是比較一勞永逸的方式,雖然這塊主機板已經不是主流了,為了省錢我必須這樣做。

但是要換的電容我數一數大約有 20 多顆,如果全部換,解焊的工程會非常浩大,而我巡了一下在高溫晶片例如 CPU 與晶片組 Chip set 附近的電容,總共大約有 10 顆,我想就先從這些最容易耗損的電容開始更換吧!

先把剛才看到的兩顆電容拔下來,給各位看個詳細,它們的頭部已經有些微鼓脹。值得注意的是,下圖中黑色的電容還是我去年才換上去的,沒想到才一年就掛了,我承認當時是用隨手拿的材料,並沒有特別在意日期 Date code,我可能拿到過期的料件了。

拔下來的故障電容,頭部已經鼓起(圖片來源:實作派提供)

轉個方向看,連電容的底部也都已經凸出來了,如果沒有及時更換,過一陣子應該會爆開,電解液可能會流得到處都是,到時候還要清理主機板,還好有及時發現。

連電容底部也凸出來(圖片來源:實作派提供)

總共 10 顆電容全部拔下來,凸出來的兩顆電容放在最右邊,著實花了我不少時間,難怪這種事情沒人要做,買新主機板可能還比較快,又能為社會貢獻一點 GPD,但為了配合公司的樽節政策,我只好自己修主機板。

從主機板換下來的電解電容(圖片來源:實作派提供)

檢查散熱裝置

為了拿到新鮮的電容,而且是固態電容,我請朋友幫忙,讓我可以拿到一些固態電容,但須要等幾天,於是我趁著這段時間,檢查晶片上的散熱器,這麼久的電腦它的散熱膏應該都乾了吧!

試著拆了南僑晶片的散熱器,果然就是乾掉的狀態,但要清理還真是不好清,即便乾掉了它還是有類似殘膠的黏性。

乾掉的散熱膏(圖片來源:實作派提供)

清了半天終於看到南橋晶片的 marking NH82801(ICH7),它的正式名稱其實是 IO controller,所以附近全是USB/SATA/RS232 之類的 IO。

南橋晶片 NH82801GB(ICH7)(圖片來源:實作派提供)

接著來清理北橋晶片 G31,但我只看到尾碼是 31,G31 到底是 marking 在哪裡?而且這裡的散熱膏比較像固體,要摳很久超難清理,清完之後晶片表面就像下圖非常的光滑。

北橋晶片 G31(圖片來源:實作派提供)

再來終於輪到清理 CPU 的散熱膏,整顆鳳梨散熱器被黏得超緊,感覺像是被強力膠黏住一樣,拆開散熱器後,花了點時間清除散熱膏,還好 CPU 的表面蠻光滑的,面積大相對較好清潔,最後終於看到 Core 2 QUAD Q8300 的字樣。

Intel CPU Core 2 QUAD Q8300(圖片來源:實作派提供)

接著就把散熱膏擠出一點在晶片中間,分別把各自的散熱器再裝回去,期待未來有更好的散熱表現。附帶說明一點,散熱膏只是俗稱,它真正的作用是填補金屬間的縫隙,好讓熱可以傳導過去,金屬與金屬的直接接觸是最好的熱傳導途徑。

換上新電容

幾天之後等待許久的電容終於寄來了,原本需要的容值為 820 uF,但對方只有 1000 uF,基本上沒差,因為電源用的電容是用來穩定電壓用的,稍微大一些是沒關係的,有電容可用比較重要。

新鮮的固態電容,尾碼為 Z 表示 2018 年 12 月生產(圖片來源:實作派提供)

有去年的經驗,這次我有注意日期 Date Code 了,尾碼為 Z 表示 2018 年 12 月出廠,所以這批電容才出廠 6 個月,以我用了超過 10 年的電腦來說,這批電容算是的小鮮肉。電容的 Date code marking 請參考這則討論 Date code in components marking 。

馬上著手把新電容換上,還好之前已經花了不少時間把舊電容拿下來,焊新的電容相對容易許多,下圖是換好之後的樣子,用現代科技的固態電容應付 10 年前的主機板,我想應該綽綽有餘。

把 10 年前的主機板換上新的固態電容(圖片來源:實作派提供)

組裝試機

最後所有的新電容都焊上了,散熱膏也換好了,接下來就是把主機板裝回機殼內,開機測試一下。電源開關打開,聽著風扇與硬碟的運轉聲,說實在還真的有點緊張,深怕主機板在剛才的維修過程中不小心掛了而不自知。

還好目前看來一切順利,有進入作業系統,如下圖,最後就是要讓它放個一天來看看是否會當機。

成功開機的畫面(圖片來源:實作派提供)

結論是我成功了,這個畫面大概已經超過 24 小時了,表示我的維修是有效的。這次我學到的就是,換電容之前要確認一下Date code,不然會讓你再換第二次,希望大家也有學到東西。

(本文經同意轉載自實作派電子實驗室、原文連結;責任編輯:賴佩萱)

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Author: StrongPiLab

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