PC-9821An ネタ

PC-9821An/C9Tは、最強の A MATEです。(^_^;;)

2010/ 8/ 15 改訂


<< PC-9821Anとは >>

 PC-9821Anは、国産パソコンとして初めて Pentiumプロセッサを搭載した PC-9821Af (1993年 8月発売) の後継機として、1994年 5月に、「Pentiumプロセッサ搭載。それは、きわだつ高性能。」 というキャッチコピーで登場しました。
 発表当時の標準価格 (下表) に注目!(^_^;;)。PC/AT互換機の低価格化からこの後、1994年 12月に価格改定がありました。また、この機種は最強の A MATE (たぶん)で 、いまだにマニアの中で人気が高く、中古で出てもすぐに売れてしまい入手が困難です。

 ちなみに、中古で買う場合、Anには、C9Wモデルは存在しませんのでご注意下さい。C9Wとして売っているものは、C9Tから標準のグラフィックアクセラレータボード (PC-9821A-E11) を抜いたもので、Ap2等の C9Wモデルとは違い、A MATE画面 (640 x 480, 256色) のみでグラフィックアクセラレータ機能は持っていませんので、Windows等を快適に使いたい場合、別途グラフィックアクセラレータボードを増設する必要があります。

商品名 FDD HDD CD-ROM グラフィックチップ 標準価格 (税別) 補足
PC-9821An/C9T 3.5インチ IDE 510MB SCSI 倍速 MATROX MGA-II 900,000 ->700,000円  
PC-9821An/U8W 3.5インチ IDE 340MB オプション S3 86C928 720,000 ->610,000円  
PC-9821An/U8P 3.5インチ IDE 340MB オプション S3 86C928 610,000円 PTOSモデル
PC-9821An/U2 3.5インチ x2 オプション オプション オプション 590,000 ->500,000円  
PC-9821An/M2 5インチ x2 オプション オプション オプション 604,000 ->514,000円  

 

搭載 CPUとセカンドキャッシュ

 Anに搭載されている CPUは一頃騒がれた intel製 バグ付き Pentium (90MHz) (^_^;;) で、マザーボードのベースクロック 60MHzの 1.5倍速で動作します。

 このバグは、ある浮動小数点演算を実行すると、答えを間違えるというものです。ベクターにその有無をチェックするソフトがあります。このバグの影響はそれだけではなく、ベンチマーク上で、浮動小数点演算の値が、正常品に比べ 2〜 3割ほど低くなります。この事実が発覚した当時 (現在は不明です) は、NECは無償交換に応じていました。交換された本体には、製造番号の最後に 「L」 が付きます。
 ちなみに、自分の Anは、あるソフトでチェックした所、バグ付 Pentiumでした。(T_T)

 この Pentiumは同じ Pentiumの中でも旧式のもので、100MHz以上のセラミックパッケージとは違い、CPU中央部に放熱板があり金メッキされています。75MHz版にもこのパッケージの物が存在します。ちなみに、Socket 4の P5、60/66MHz版も同じパッケージです。

pentium-90

 CPU内蔵の一次キャッシュメモリは 16kBで、コプロセッサ (浮動小数点演算ユニット) も内蔵 (今時当たり前ですが) されています。ただし、Anのような初期の Pentium機は、動作の安定化のために、メモリに多くのウェイトが入るため、Pentiumの性能が引き出せていません。特に、メモリへの書き込みに関しては、PC-9801FA (i486SX-16) より遅いです (フリーウェアの 「PFM486」で確認) (T_T)。

 さらに、標準でマザーボード上 (ファイルスロットの下辺り) に、ライトバック対応でバースト SRAMタイプのセカンドキャッシュを 256kB標準装備しています。CPUソケットは Socket 5相当で、穴が Pentiumと同じ 296個しか空いていないので Pentium ODP等には対応していません。

 また、この機種は、改造の上で個体差が非常に激しいらしく、正式に対応する CPUアクセラレータがありません。ちなみに、CPUの隣に CPUに良く似た大きなチップ (キャッシュコントローラ: i82497-60) が載っています。このチップは発熱するので、486用のヒートシンクを熱伝導テープなどで貼り付けると、気分的に安心です。(^-^)

 

メモリ

 メモリは、標準で 4MB (C9Tは 8MB) 内蔵し、4箇所の SIMMスロットに、72pin パリ付き FP (Fast Page Mode) SIMMを追加または、差し替えることによって、最大 128MBまで増設できます。なお、メモリの増設には、Pentium機なので必ず同容量で同種の SIMMを 2枚一組で増設します。

 ちなみに、パリとは、パリティチェックの略で、データの読み出しや書き込みにチェックの為のデータを追加してエラーを検出するものです。通常めったに有りませんが、エラーを検出するとデータを破壊する前にシステムを停止させます。

 

補助記憶装置

 ハードディスクドライブ (HDD) 搭載モデルの U8W, C9Tは、3.5インチ 3モードタイプの FDD (型番 FD-1138T: 26ピン) を 1ドライブ搭載し、オプションの、増設 FDD セット 「PC-9821A2-E01」 で 2ドライブに増設できます。なお、増設したら必ずフロントマスクを外しジャンパを右から左に移します。
 HDDは、510 (故 CONNER製 CFS540A) または 340MB (故 CONNER製 CFS420A) の IDEタイプ (一台の最大容量 4.56GB (未フォーマット時) までのものが内蔵可) で、Windows 3.1と MS-DOS 5.0A-Hがプリインストールされています。
 なお、再セットアップ用のバックアップディスクは別売りになっているので、初回起動時に必ずバックアップを取ります。 特に、本体内蔵のグラフィックアクセラレータの Win3.1用ドライバは、Win 3.1製品版には付属していないので、ここでバックアップを取らないと、再インストール後に使えなくなります。

 CD-ROM搭載モデルの C9Tには、SCSI-1仕様で倍速の 「PC-CD60F」 をファイルスロットに搭載し、SCSI I/Fボードの 「PC-9821A-E10」 を SCSI I/F専用スロットに搭載しています。

 また、フロッピィーディスクドライブ (FDD) モデルの U2には、 3.5インチ 3モードタイプが 2台、M2には、 5インチ 2HDタイプ (型番 FD1158C, 34ピン) が 2台搭載されています。なお、全モデルで 1MBタイプ増設 FDDインターフェースは有りません。
 本体実装と違うタイプの FDD (例えば U2に 5インチ FDD等) を利用したい場合には、以下の拡張機器を使います。

メーカー 型番 種類 対応機種 補足
ファイルスロット内蔵用
NEC PC-9801-F04 3.5' 2モード FDD PC-9801FA, FS, FX
A MATE全機種
5' FDDモデルで、3.5' FDDを使いたい場合に使用。
NEC PC-FD511F 5' 2モード FDD PC-9801FA, FS, FX
A MATE全機種
3.5' FDDモデルで、5' FDDを使いたい場合に使用。ただし、PCの仕様上、3.5' 2ドライブ搭載のマシンでは、増設した 5'ドライブで 2DDのフォーマットができない。フリーソフトで回避可能。
NEC PC-FD321F 3.5' 3モード FDD A MATE全機種 5' FDDモデルで、3.5' FDDを使いたい場合に使用。
外付け用
NEC PC-9821A2-E02 1MB FDD I/Fボード Ap2, As2, An, Ap3, As3 8', 5', 3.5'の外付け用 FDDユニットを使いたい場合に使用。ボードとケーブルのセット。

 なお、ファイルスロット用 FDDユニットを増設する場合は、FDD インターフェースボードは要りません。

 

グラフィック機能

 グラフィック機能は、標準で、従来の 640 x 400ドット (4096色中 16色: Enhanced Graphic Charger) に加え、A MATEシリーズで新たに追加された、Windows、DOS両方で利用できるプレーンアクセスモードの 640 x 480ドット (1677万色中 256色: PEGC) です。
 また、モニター出力を 24kHzと 31kHzから選択できます。選択の方法は、電源投入後もしくは、リセットキーを押してから 「GRAPH」 キーと 「1」 (24kHz) または 「2」 (31kHz, デフォルト) を押します。

 HDDや CD-ROM搭載モデルでは、標準でウインドウアクセラレータを内蔵、または、ローカルバススロットに搭載しています。

 C9Tでは、「PC-9821A-E11」 を 32bitローカルバススロットに搭載しています。このボードは、当時最高速の MATROX製 MGA-II (Direct Draw非対応) と VRAMを 2MB搭載し、最大 1,280 x 1,024ドットで 1677万色中 256色の表示が可能です。ちなみに、テキスト表示は、ローカルバス最高峰でお馴染みの Canopus製のグラフィックアクセラレータボード、Power Window 964LBより比較にならないほど速いです。逆に Direct Drawは比較にならないほど遅いです。(^ ^;;)

 一方、U8Wは PC-9821A-E01相当品をマザーボード上 (Cバスユニットの下辺りの専用コネクタ) にオンボードローカルバス接続で搭載しています。採用チップは S3製 Vision928 (86C928, Direct Draw対応) で、VRAMを 1MB搭載し、最大 1120 x 750ドットで 1677万色中 256色の表示が可能です。

 さらに、別売りの 98ハイレゾボード 「PC-9821A-E02」 を増設することにより PC-98RL/XA/XL互換 (Hyper98とは、非互換) のハイレゾモードで、最大 1120 x 750ドット、4096色中 16色の画面を DOS, Windows 3.1 (Windows 95は非対応) で利用できます。
 しかも、DOS画面のフォントが 24 x 24ドットの明朝体に変わります。このモードを有効にする場合、ソフトウェアディップスイッチ画面でハイレゾモードを選択します。なお、このモードでは、メモリマップ等が変わるためソフトウェアやハードウェアで正常動作しないものがあります (詳しくは、それぞれの説明書を参照)。
 また、このボードを増設することによりハイレゾ、ノーマル関係なく本体標準のプリンタポートは使用不可になり 「PC-9821A-E02」 上のプリンタポートを使います (詳しくは、本体マニュアル参照)。

 他に、PC/AT互換機とは異なり、漢字 ROMを搭載しているため、DOSや BASIC上で、高速な漢字表示が行えます。

 

サウンド機能

 サウンド機能は、 PC-9801-86相当の FM音源機能 (FM 6音、リズム 6音、SSG 3音) と PCM録音再生機能を標準で搭載しています。ただし、使用 OSが Windows 95の場合、PCM再生時に CPUに負荷が掛かり、システムの動作が若干遅くなったり音飛びするので、気になる場合は、WaveStar等のサードパーティー製 86互換ボードや、「PC-9801-118」 を増設しましょう。なお、この場合あらかじめソフトウェアディップスイッチでサウンド機能を切り離しておく必要があります。

 残念ながら ATARI (MSX) 仕様ジョイスティック用コネクタはありませんが、マウス I/Fに変換ケーブル 「PC-98DO/P-11」 を接続し、再起動することにより使用できるようになります。なお、この場合マウスとの同時使用はできません。

 

インターフェース

位置 種類 形状と補足
本体前部 ヘッドフォン出力 ステレオミニジャック
マイク入力 ステレオミニジャック
本体後部 キーボード ミニ Din 8pin
バスマウス ミニ Din 9pin
アナログディスプレイ出力 D-Sub 15pin、24と 31KHz対応で切り替え可
LINE出力と入力 ステレオミニジャック
RS-232Cシリアル I/F D-Sub 25pin、最高 19,200bpsまで対応
プリンタ用双方向パラレル I/F アンフェノールハーフ 36pin、変換アダプタ付属。
SCSI I/F アンフェノールハーフ 50pin (CD-ROM内蔵モデルのみ)

 この中で特に、PC-9801型番等、旧型機とは、プリンタのコネクタが異なるため、変換アダプタが付属しています。また、MATE X系とでは、アナログディスプレイのコネクタの形状が違うので注意が必要です。

 

拡張スロット

 拡張スロットは、汎用拡張スロット (Cバス) が 4スロットで、うち、番号の大きい下側の 2スロット (C9Tでは、「PC-9821A-E11」 で 1スロット占有済み) が、32bitローカルバス (MLバス) と兼用になっています。

 32bitローカルバスは、16bitの Cバスに比べ、バス幅が倍の 32bitになり、供給クロックも上がっているので、より高速に多くのデータのやり取りができるというものです。これに対応するボードは、グラフィックアクセラレータやビデオキャプチャ、98ハイレゾボード等があります。
 ただし、PC-H98/SV-H98シリーズ用の NESAバス用ボードとは互換性がまったくないのでご注意ください。ここに挿すと本体や拡張ボードが壊れます。

 さらに、SCSI I/F専用スロット (C9Tでは、「PC-9821A-E10」 を標準で搭載) を搭載しています。一部のファイルスロット機器や、SCSI仕様の HDDを内蔵する際には、必ずこのスロットに対応した SCSIボード 「PC-9821A-E10」 や、相当品が必要になります。

 

Dip SWの設定

 この機種では、ハードウェアディップスイッチは無く、内蔵 HDDの切り離し等の設定は、ソフトウェアディップスイッチで設定します。呼び出し方は、電源投入後もしくは、リセットボタンを押してから 「HELP」 キーを押します。

 また、ジャンパスイッチがフロントマスクを外すと本体前面に有ります。左側が、2FDD内蔵モデル用 (FDDモデル) 、右側が、1FDD内蔵モデル用 (HDD, CD-ROMモデル) の設定です。

 

その他の特徴

 他にこのパソコンの特徴として、筐体が大変凝った作りになっており、簡単にフロントマスクが外せるため、HDDの増設や交換が簡単にできます。

 また、PC-9801FA, FS, FXから受け継いだ、ファイルスロット (ファイルベイの前身) が本体前部に 1スロット付いており、CD-ROMや HDD, MO (光磁気ディスク)、テープストリーマ、3.5または 5インチ FDD等が差し込むだけで簡単に内蔵、交換ができます (CD-ROM搭載モデルではここに CD-ROMを標準で実装) 。
 実際、自分は、CD-ROMと 5インチ FDDを必要に応じて入れ替えて使っています。ちなみに、ドライバーが無くてもコインでネジが回せるため、簡単にルーフカバーが外せるという心憎い工夫もなされています。(^-^)

 他に、PC-9800シリーズで唯一、メーカー純正で BIOSのアップデートができる機種でもあります。プラグアンドプレイサポートソフトウェア (An, Np) 「PS98-1222-31/51」 で BIOSをアップデートすると BIOS Revが 0.21から 0.51 になり、4.3GBまでの IDEドライブを内蔵でき、PnPに対応するようになります。これは、NECで現在でも入手でき、6,000円程度だそうです。

 なお、Anでは有りませんが、MMX Pentium対応化のための BIOSのアップデートは、intelによるものですので、NECからは入手できません。


<< CPUの換装 その1 P54C, Cyrix 6x86他 の場合>>

 ここでは、CPUの換装について書かれていますが、先にも述べたように、PC-9821Anには対応する CPUアクセラレータ等がありません。よって、保証外の方法しかなくメーカーの禁止している改造行為に当たるので自己責任で行ってください。
 なお、Anではロットによって、カタログ性能以外の部分で差が激しいので、全ての Anでうまくいくとは限りません。たとえ動かなかったとしても、こちらに文句をいわないでください。
 また、何の前触れもなくいきなり不安定になったり、最悪壊れることも考えられますので十分ご注意ください。詳しくは
注意事項をお読みください。

 

はじめに

 さて、だいたい Anのことが分かったところで CPUの換装です。 (^-^) Anに搭載の CPUソケットは Socket5相当で、Pentiumと同じ 296個の穴しか空いていないので、Pentium用オーバードライブプロセッサ (ODP) に対応していません。
 また、CPUアクセラレータも有りませんので、CPUを高性能なものに交換したい場合は、新しい CPUと必要に応じて下駄を使います。

 ただし、Anは、CPUのパワーアップが想定されていないので、ソケット周りのスペースが筐体フレームのせいで非常に狭くなっていて、物理的に下駄が載せられない場合がほとんどです。
 さらに、同じ Anでも改造に関しては、個体差が激しく、その本体によって成功しない場合があるので注意が必要です。代表的な CPUと Anでの成功率を次の表にまとめました。

代表例 (動作クロックはベースクロック 60MHzの場合)

商品名 メーカー MMX 最大クロック倍率 動作クロック 内部キャッシュメモリ (合計) 電圧調整 細工 Anでの成功率
P54C intel × 3倍 180MHz 16kB 必要なし 必要 高い
P55C intel 3.5倍 210MHz 32kB 必要 必要 極めて低い
6x86 Cyrix × 2倍 120MHz 16kB (統合) 必要なし 必要 高い
6x86L Cyrix × 3倍 180MHz 16kB (統合) 必要 必要 高い
6x86MX Cyrix 3.5倍 210MHz 64kB (統合) 必要 必要 高い
M II Cyrix 3.5倍 210MHz 64kB (統合) 必要 必要 高い
K6-2(旧コア) AMD 5.5倍 330MHz 64kB 必要 必要 低い
K6-2(新コア) AMD 6倍 360MHz 64kB 必要 必要 低い
K6-III AMD 6倍 360MHz 64kB + 256kB 必要 必要 低い
K6-2+ AMD 6倍 360MHz 64kB + 128kB 必要 必要 低い
K6-III+ AMD 6倍 360MHz 64kB + 256kB 必要 必要 低い
WinChip IDT 3倍 180MHz 32kB 必要なし 必要なし ほぼ無し

 現在の CPUは、昔の 386や 486SX/ DX等と違い、CPU内部でベースクロック (Anの場合 60MHz) を数倍化にする機能を持っています。これを設定することにより、演算処理速度が上がり、パソコン全体の性能を引き上げることができます。
 ただし、Anのような、初期の Pentium搭載機の場合、メモリ周りにウェイトが多いため、これが足を引っ張り、思ったほど上がりません。(T_T)

 

★ 高クロックの P54Cの場合

 Anで、今まで最も簡単と言われていたのが、より高速で動作する P54C (Pentium) に、置き換えるものです。置き換えると言ってもそのまま載せ換えると、元と同じ 90MHzになってしまうので、クロック倍率 (内部逓倍) 設定を変更しなければなりません。
 この場合は、クロック倍率変換下駄 (MTC製 MTC-40001等) というものを使います。MTC-40001を使う場合、下駄の脇にある倍率設定ピンが、スピーカの金属フレームにぶつかるので、折り取って除き、ハンダごてとビニール線で配線して設定します。
 ただし、この方法では、動作クロックが 3倍速の 180MHz止まりで、特に、200MHz版に載せかえると、電源周りの影響で動作が安定しないことがあるようです。

 なお、メルコ社では、パワーアップを対象としたパーツを MTCブランドとして販売していますが、魔法の下駄こと MTSA-M1T (現在は生産終了で、メーカーには在庫もありません。) やクロック変換下駄の MTC-40001等を初期不良の交換のみ保証で販売していますがこれらはサポート体制が BUFFALO製品と全く違いうので、分からないことがあってもメルコ社には電話やメール等で絶対に問い合わせないでください。詳しくは MTC製品のホームページをご覧ください。

 

★ Cx6x86の場合

 次に簡単なのが、Cyrix製の Cx6x86に載せ換える方法です。Cx6x86は同クロックの P54Cに比べ、高度な技術を搭載し、整数演算は極端に速いが、浮動小数点演算が遅く、動作時の発熱が凄いため (T_T) 、 オーバークロック耐性が低いという特徴を持っています。
 Cx6x86には、もう一つ、Cx6x86Lと言う物が有りますが、これは、デュアルボルテージ対応の Socket 7用 CPUなので、ここで紹介する方法では使えないのでご注意ください。実物の写真と、ラインナップは以下のようになっています。

Cx6x86-GP120+

名称 最大クロック倍率 対応ベースクロック 実動作クロック Pentium比
Cx6x86-GP120+ 2倍 50MHz 100MHz 120MHz相当
Cx6x86-GP133+ 2倍 60MHz 120MHz 133MHz相当
Cx6x86-GP166+ 3倍 50MHz 150MHz 166MHz相当

 

★ Cx6x86の場合 (必要なパーツ)

 Cx6x86に換装するためには、P54Cと CPUの制御の仕方が異なるので、CPUのほかに、「魔法下駄」 と言う、MTC製の MTSA-M1T、または、IO DATA製の CPUアクセラレータ PK-686P125の下駄 (ソケット) 部分と、それぞれに付属するキャッシュコントロールソフト、さらに、強力な CPUクーラーが必要になります。
 本来、MTSA-M1Tや PK-686P125は PC-9821Xa7, Xa7e, V7等のベースクロック 50MHz機用で、Anには対応していませんが、動作する場合が多いようです。
 ただし、この下駄とキャッシュコントロールソフトのセットは、とっくに生産が終了して中古でもまず出てこないので、今となっては入手は困難と言うより絶望的です。 (T_T)

 Cx6x86については、実際に、MTSA-M1Tで試してみました。用意したものは、Cyrix製 Cx6x86-GP120+ (Pentium 120MHz相当という意味で、実際の動作速度は、100MHz) と、MTC製 MTSA-M1T、同社製 MTCL-Sという CPUクーラーです。MTCL-Sは、山洋製の Socket5, 7用クーラー SAN ACE MCと固定金具をセットにしたもので、下駄を使うときのために長めの固定金具がセットになっています。
 また、「SAN ACE MCシリーズ」 のクーラーを使うと、標準クーラーの電源ケーブルを流用できるので便利です。

 

★ Cx6x86の場合 (手順)

 まず、運良く MTSA-M1Tを入手できたら、この下駄の倍率設定ピンがソケット脇のフレームにぶつかるので折って取り除きます。ここで、倍率の設定は、残ったパターンに適当な細い電線をハンダ付けで配線して設定します。設定後に、金属フレームと接触しないようにビニールテープ等で絶縁しておきます。ちなみに、折ったままだと、動作速度は、2倍速になります。

 次に、Cx6x86を方向に注意して、ピンの保護シート (黒いスポンジ) を付けたままの下駄にあてがい、かなり固いので上から少しづつ力を加えて CPUと下駄のすき間がほとんど無くなるくらいまで押し込みます。ここで下手に急いで力を加えると CPUや下駄のピンを折ってしまうので要注意です。
 これに、CPUクーラー を熱伝導両面テープやシリコングリス等で接着し、これらを標準の CPUと載せ換えます。載せ換えたら電源を入れ 「ピポッ」 と鳴り、メモリーカウントが終了し OSが正常に起動すれば成功です。
 最後に、P54Cと Cx6x86とでは、CPUの内部キャッシュのコントロールの仕方がだいぶ違う (どう違うかはここでは省略します。) ので付属のキャッシュコントローラをインストールすれば、Windowsが少し快適になります。(^-^)

 

★ Cx6x86の場合 (結果)

 ちなみに、自分の場合は用意したCPUは、ベースクロック 50MHz用で 2倍速の 6x86-GP120+ (実動作クロック100MHz) だったためベースクロック 60MHzの Anでは、120MHzで動作するため、オーバークロックとなり、発熱が凄すぎて、Windows 95は起動しても 10分と持たず、ベンチをとれませんでした。(T_T)

 

★ P55C, Cx6x86MX, Winchipの場合 (MMX化)

 前項の方法では、最高でも 180MHz動作で、今や常識のマルチメディア命令セットの MMX機能も使えません。そこで、MMX機能を持った intel製 P55C (MMX Pentium)や Cyrix製 6x86MX, MII、AMD製 K6シリーズに載せ換えるという方法があります。これらは、通称 MMX化と呼ばれています。

 しかし、これらの方法では、先に述べた、入手が非常に困難な、魔法下駄と呼ばれる MTC製の MTSA-M1Tや IO DATA製の PK-686P125の下駄部分が必要になります。
 また、これらの CPUは動作電圧が、P54Cと異なりデュアルボルテージ対応 (コア部と I/O部の動作電圧が違うということ) なので、電圧降下下駄 (パワーリープ製 PL-Pro NBや PL-Pro MMX PLUS!等) も必要になります。PL-Pro NBでは、丁度ソケットに納まり問題ないですが、それ以外のものでは、スペースの都合上、そのままでは下駄が載らないので、機能の無い下駄(スペーサ)で高さを稼いだり、本体の金属フレームを削るなど大改造になります。

 なお、この方法で、改造を行うと電源供給に重大な問題が発生する可能性があります。詳しくは、電算機第二研究室の An K6-2化または、報告者のまりも氏の HPを参考にしてください。

http://homepage1.nifty.com/marimono/

 この中で、特に、PK-686P125の下駄部分と電圧降下下駄の PL-Pro NBとの組み合わせと、付属の 6x86用キャッシュコントローラに、毎黒仮節渡万氏が作成されたパッチを当てることにより、Cyrix製 Cx6x86MX, MIIを動作させる方法の成功率が高いようです。

 なお、P55Cでは、電源ユニットの調整で成功した例がわずかにありますが、ほとんどの場合、動作が非常に不安定だそうです。

 また、Winchip C6では、DOSの起動までは行くものの、Windowsでは、起動中にハングアップするなど、正常動作せず、成功例がありません。

 

★ MII, K6-2の場合 (MMX化)

 MIIや K6-2でのMMX化の方法では、金属フレームを削ったり、MIIでは、CPUの制御方法が、P54Cと異なるので、ソフトで制御したり等とんでもなく面倒なことになるので、あまりお勧めできません。

 K6-2では、本体の金属フレームを削り PK-686P125の下駄部分と電圧降下下駄の PL-Pro MMX PLUS!の組み合わせで、旧コアでは比較的成功率が高く、現在流通している新コアでは、「CACHE ERROR」 が出て動作するものの 386相当の速度に落ちてしまいます。

 なお、旧コア K6-2, MIIについては、第二研究室 An K6-2化 で、K6-IIIについては、 An480MHz化 で詳しく述べています。

 また、K6-2+, K6-III+については、K6-IIIと同じ挙動を示します。これについては今後の研究課題です。


<< CPUの換装 その2 IDT WinChip2 240MHzの場合>>

 ここでも、CPUの換装について書かれていますが、メーカーの禁止している改造行為に当たるので自己責任で行ってください。なお、全ての PC-9821Anでうまくいくとは限りません。動かなかったとしても、こちらに文句をいわないでください。また、何の前触れもなくいきなり不安定になったり、最悪壊れることも考えられますので十分ご注意ください。詳しくは注意事項をお読みください。これは、改造の上での常識です。

 

はじめに

 さて、CPUの換装が難しい Anに救世主というか、 Anのために作られたともいえる存在の CPUが現れました。それが、IDT製 WinChip2です。(^-^)

WinChip2-240

 この CPUを使えば MMX命令の他、AMDが提唱した 3D画像処理に威力を発揮する、 3D Now!命令にも対応させることができます。
 また、動作電圧が、3.52Vのシングルボルテージ対応 (コア部と I/O部の動作電圧が同じということ) なので、電圧不足ぎみながらそのまま載せ換えられるので、電圧降下下駄が要らず、CPUの制御も P54Cに非常に近いので、MTSA-M1T等の魔法下駄やキャッシュコントローラも必要有りません。
 しかも、P54Cでの 1.5倍設定は、WinChip2では 4倍設定になり、Anでは載せかえるだけ (直載せ) で 240MHzで動作します。これが現在、最も簡単で、成功率の高いパワーアップ法です。

 なお、アセットコアより AC98D-240Anという WinChip2を搭載した CPUアクセラレータが発売されています。もし、直載せで安定しない場合や、起動しない本体の場合は、こちらを購入することをお勧めします。ただし、現在では、在庫は残り少ないものと思われます。

 ここでは、自分が試みた IDT製のベースクロック 60MHz対応 4倍クロック動作の WinChip2と言う CPU (仕様は以下の表参照) を使った方法を紹介します。

商品名 メーカー 種類 クロック倍率 動作クロック 内部キャッシュ コプロセッサ 電圧調整 細工 Anでの成功率
WinChip2 IDT CPU 2〜4倍 120〜240MHz 64kB CPU内蔵 必要なし 必要なし 高い
WinChip2 Rev.A IDT CPU 2〜3.5倍 120〜210MHz 64kB CPU内蔵 必要なし 必要なし 高い

 この製品は現在、後継のベースクロック 100MHzに対応した Rev.Aが販売されています。Rev.Aはクロック倍率が最大 3.5倍なので 210MHz動作になります。また、残念なことにこの CPU製造元である IDT社が x86 CPU部門からの撤退が決まってしまいました。一応、受入先は VIAに決まりましたが、今後このチップの供給がどうなるかは分かりません。現在では、中古でも非常に品薄になっており、幻のチップとなってしまいました。(T_T)

 

CPUの交換手順

 では、実際の手順です。取り付けは非常に簡単です。ルーフカバー、CPUクーラーを外し、CPUソケット上の金に輝く P54Cを WinChip2に 載せ換え、熱伝導を良くするためシリコングリスを塗ってから、CPUクーラーを取り付けます。
 シリコングリスを塗るコツは、CPU表面にほんの少しとり、その上から CPUクーラーを円を描くように動かして塗り広げ、余ったシリコングリスを押し出していきます。シリコングリスは、厚塗りしてはいけません。厚塗りしてしまうと逆に効果が落ちてしまいます。
 なお、自分が使ったクーラーは標準のものをそのまま利用しています。だいたいこれで大丈夫のようですが、もし、Windows等でフリーズするなど冷却が足りないようでしたら、サンヨー製の SANACE MCシリーズの P54C用クーラーを使うと標準クーラーの電源ケーブルを流用できるので便利です。
 ただし、あまり大きいものではクーラーのヒートシンク部がソケット脇のフレームにぶつかって固定できなくなるので注意が必要です。

 CPUを取り付けた後、電源を入れて 「ピヨッ」 (若干音程が高くなります) と鳴れば、成功です。もし、正常動作しない場合は、すぐに電源を切って、手順に誤りが無いか確認します。あとは、ルーフカバー等を元通り取り付けます。
 これで、今までが嘘のようにとても高速に動作します。 Anはベースクロックが 60MHzなのと、メモリ周り (特に、書き込み) にウェイトか多くて足を引っ張りますが、Windows 95も 「HOVER!」 も余裕でバリバリ (死語) 動かせるようになります。 DOSでの動作も速すぎる以外、特に問題有りません (^-^) 。しかも、MMXはおろか 3D Now!にまで対応します。でも、Anでは、対応してもこれらの機能を使う術がありません。(^ ^;;;

 

結果

 最後に、WinChip2使い、MS-DOS Ver 6.2上でベンチマークを取ってみましたので、参考にしてください。と思ったら速すぎて測定不能でした。使用ソフトは、IO DATAの 「INSPECT Ver 1.03」 です。

CPU 動作周波数 Dhrystone(点) Whetstone(点) 総合(点)
P54C 90MHz 50000 47438 59480
WinChip 2 240MHz - - 測定不能

 なので、HDBENCH Ver 2.420の結果を載せておきます。

★ ★ ★ HDBENCH Ver 2.420 ★ ★ ★
使用機種 PC-9821An/C9T
Processor WinChip2 240MHz [CentaurHauls family 5 model 8 step 5]
解像度 800x600 65536色(16Bit)
Display [X]スタンダード ディスプレイ アダプタ (9821 シリーズ)
Display ウィンドウ アクセラレータ ボード A2 (Matrox)
Memory 129,380Kbyte
OS Windows 95 4.0 (Build: 950)
Date 1999/ 6/30 19:20

SCSI = SCSI = ICM IF-2769 SCSI-2 Board
HDC = スタンダード IDE ハード ディスク コントローラ

A = GENERIC IDE DISK TYPE00
B = GENERIC NEC FLOPPY DISK
C = GENERIC NEC FLOPPY DISK
D = NEC CD-ROM DRIVE 4 M Rev 1.0

CPU ALL Text Scroll DD Read Write Cache Drive
P54C 90MHz バグ無し 4620 5112 5492 7223 2687 9881 68 8 1424 1600 8096 A:10MB
WinChip2 240MHz 8514 12608 14378 10279 4186 11115 68 15 1505 1654 20833 A:10MB

 測定当時、メモリは、IO DATAの NE-SIMXAで 128MB (新品なので高かった (T_T) ) に増設していました。現在の機器の構成については、電算機管理室の項を参照してください。結果としては、MS-DOSや Windows 95の動作では、フリーズしたりせず全く問題有りません。非常に安定していて快適そのものです。一時期、CPUの動作周波数だけは、主力の Xa16/W30 (当時 P55C 233MHz) を抜いてトップでした。 (^ ^;;)


<< メモリの増設 >>

★ メインメモリについて

 さて、CPUアクセラレータを使って高速化したら、さっそく、メモリを増設しましょう。メモリの増設の仕方は、マザーボード上の 4カ所の SIMMソケットに増設または標準のものと交換します。
 この機種以降では、旧機種でありがちな専用メモリボードが必要ないので、特に面倒なことはなく、そのままパリ付きの 72pin FP (ファーストページモード: Fast Page Mode) SIMM を直接マザーボード上に増設できます。

 また、先代の PC-9821Afからメモリ容量の上限 14.6MBの壁がなくなったので、1枚辺り 32MBまでの SIMMを 2枚一組で使い、メモリ容量を最大 128MBまで増やすことができます。このパリ付きの FP SIMMは現在でも販売されていますが、16bit DRAMの需要が減っため、価格が高騰しています。

代表的なメモリサブボード (パリ付きの 72pin FP SIMM)

メーカー 製品名 容量 枚数 標準価格(税別) 現状
NEC PC-9821A-B02L〜04L 4〜16MB 1枚 30,000〜140,000 発売中
NEC PC-9821BF-B01 32MB 1枚 310,000 生産終了
メルコ EMF 8〜32MB 1枚 5,000円〜21,000円 発売中 (8MBのみ生産終了)
メルコ EMW 16〜64MB 2枚 8,000円〜42,000円 発売中 (16MBのみ生産終了)
メルコ EMF-P 8〜32MB 1枚 4,000円〜19,800円 発売中 (パリティジェネレータ搭載、8MBのみ生産終了)
メルコ EMW-P 16〜64MB 2枚 6,000円〜37,800円 発売中 (パリティジェネレータ搭載、16MBのみ生産終了)
I-O DATA NE-SIMXA 16〜64MB 2枚 オープン価格 発売中
I-O DATA NE-SIM36 32MB 1枚 14,000円 生産終了

 注意: パリティジェネレータ搭載の SIMMを利用する場合は、パリティジェネレータ搭載の SIMMで統一する必要があります。パリ付き SIMMを混入すると、正常動作しない場合があります。

 

★ セカンドキャッシュについて

 ちなみに、セカンドキャッシュは、簡単に言うと高速で動作する CPUとメモリの間のデータ転送速度の差を埋めるものです。この機種では、始めからマザーボードに最大容量の 256kB積んでいます。増設できませんが、たとえこれ以上増やせたとしても、ほとんど効果はありませんので、そのままそっとしといてあげましょう。 (^ ^;;) でも、発熱があるので、気になる方は、小さいヒートシンクを付けると安心です。

 

★ Anに ECC対応 EDOメモリ

 さて、72pinの SIMMにはもう一つ EDO SIMMというものがあります。 EDO SIMMは、FP SIMMに比べメモリアクセスが高速化されています。そこで、この EDO SIMMは、Anで使えるかどうか実験してみました。使ったのは、メルコの EMH-E 32MBで、ECC対応 EDO SIMMです。これは、FP SIMMでいう所のパリ付きに当たります。

 これを取り付け電源を入れると、意外にも何事もないように 「ピポッ」 と言いメモリカウントが始まり、Windows 95が起動しました。別に変わった所はなく安定動作していましたが、Windowsを終了すると 「Windowsを終了しています」 でフリーズしてしまい、正常に終了できませんでした。あとで分かったことですが、Windows 95で、「MS-DOSモードで再起動する」 を選択すると必ず 「PARYTY ERROR」 の文字が出て停止することが分かりました。というわけで、ECC対応 EDO SIMMは、Anでは使わないほうがいいようです。(^ ^;;)


<< 内蔵ハードディスクの換装 E-IDE編 >>

 HDDの交換は自己責任で行ってください。SCSIタイプではある程度規格がはっきりしているのであまりトラブルはありませんが、98の IDE, E-IDE端子 (正式には、内蔵固定ディスク端子) は、独自な部分があるので、動かなかったり認識しなかったりする場合があります。動かなかったとしてもこちらに文句をいわないでください。また、データの破損や何の前触れもなくいきなり不安定になったり、最悪壊れることも考えられますので、重要なデータは、バックアップを取る等、十分ご注意ください。詳しくは注意事項をお読みください。

 

★ はじめに

 Anに使える、内蔵ハードディスクは、E-IDEタイプで 1ドライブ辺り 4.3GBを越える物については、そのままでは本体で認識できず使用できません。まれに、ごく初期の本体で、544MB以上は認識されない場合があります。この場合には、 Anは非対応ですが、IO DATA製の IDE-98を使えば 8.3GBのものまで内蔵できるようになります。特に後者ではディスクアクセスも高速になるのでお勧めです。

 ちなみに、SCSIタイプで HDDを換装をする場合は、PC-9801FA, FS, FXとまったく同じ方法により可能なので、PC-9801FAネタ内蔵ハードディスクの換装 SCSI編を参考にしてください。(^ ^;;)

 

★ 必要なパーツ

 さて、A MATEシリーズや知る人ぞ知る一部の H98 (Hyper 98) シリーズには、NECの PC-9801FA-35 (40MB 平均シーク時 25ms) や PC-9801FA-37 (100MB 平均シーク時 19ms) 等の SCSIタイプの他、PC-HD510A (510MB 平均シーク時 12ms) , PC-HD340A (340MB 平均シーク時 14ms) 等の IDEタイプの HDDが内蔵できます。
 しかし、今となっては、510MBでは少な過ぎます。そこで、より大容量の HDDへの換装を試みました。換装できる HDDは PC-98または PC/AT互換機用 (ただし、Mac用は駄目) の IDEまたは E-IDE対応の 1ドライブ辺り 4.3GBまでのものです。ちなみに、バルクなら IBM製や Quantum製等有名なメーカー製ならほぼ大丈夫だと思います。
 なお、購入の際には、設定の書かれたデータシートや固定用のネジ付き (特に輸入物ではネジ穴がインチネジになっていることがあります。そこへ、ミリネジを使うとネジ穴をつぶしてしまうので注意してください。) のものにした方が何かと便利です。

 自分が用意したのは、Xa16/W30に内蔵されていた IBMの DAQA-33240という 3GB HDDと純正の PC-HD340Aという HDDユニットです。この方法だと SCSIタイプのように本体の HDDアクセスランプがつかなくなることはありません。
 なお、似たような形の PC-9801FA用内蔵 HDDユニットでは SCSIタイプなので IDEタイプには換装できません。見分け方は、HDDユニット背面の端子がユニットより出ているのが IDEタイプ、出ていないのが SCSIタイプです。

 

★ 交換の手順

 手順としては、まず、フロントマスクを外し、HDDユニットを取り出します。 HDDユニットの前後合わせて 4本のねじを外して蓋を開け HDDを固定しているねじ 4本を外します。次に、HDDにつながっている電源、IDEコネクタを外し HDDを取り出します。

 HDDを取り出したら、新しい HDDの設定 (Anではマスターのみ有効です。2台内蔵してのスレーブ接続では使えません) をジャンパ等で行い、この HDDに電源、IDEコネクタを逆刺しに注意して取り付け、ネジで固定します。ここで、もう一度各コネクタ、設定等を確認します。良ければ、ケースの蓋を閉じネジを締めます。そして、換装した HDDユニットを本体に取り付け本体の電源を入れ、MS-DOS等で認識しているのが確認できればひとまず OKです。

 

★ HDDの初期化

 あとは、FDから MS-DOSを起動し、新しい HDDを 「FORMAT」 コマンド等でフォーマットし、正常に初期化、領域確保が終わり、適当な OSが正常にインストールできれば終了です。これで容量が増え、シーク時間も短縮できます。(^-^)

 最後に、A MATE用の内蔵ハードディスク (IDE籠とも言われる) はとっくに生産終了で、中古でもかなり手に入りにくくなっています。相場は 1〜 2千円程です。


<< SCSIボードのスルー化 >>

 SCSIボードのスルー化ですが、PC-9801FAとまったく同じ方法により可能なので、ここでは省略します。 PC-9801FAネタSCSIボードのスルー化を参考にしてください。(^ ^;;


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