第三研究所 Third Reserch Institute


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PC-9801DAとは

 NECのパソコン PC-9800シリーズで、初めて 32ビット x86 CPUの Intel 80386を搭載したパソコンは、1987年 10月に発売された PC-98XL2 (ダブル) というハイレゾモード搭載の最上位機でした。このハイレゾモードとは、MS-DOSや Windows 3.1で利用できる 1120 x 750ドット 4096色中 16色の画面モードのことです。ただし、このモードでは、ノーマルモード時とメモリマップが異なるため、PC-9801型番と互換性が少なく PC-9801型番専用のソフトウェアやボードが使えません。一般には普及しませんでしたが、CADの分野では人気が有りました。

 その後、1988年 8月にノーマルモード専用の PC-9800シリーズで初めて 80386を搭載した PC-9801RA2/ RA5が登場し、その翌年 11月には、動作クロックが 20MHzにアップした PC-9801RA21/ RA51が登場しました。このモデルは、高性能なでありながら価格がこなれていた事も有り人気を博しました。

 そして、この PC-9801DAは、ノーマルモード専用 PC-98デスクトップの 386マシンとしては、三代目にあたります。1991年 1月に、「ビジネスをさらに進化させる、価値ある 32ビットデスクトップ 98」 というキャッチコピーで登場しました。
 当時は、98の全盛期で、パソコンと言えば、PC-9800シリーズを指すと言うのが暗黙の了解でした。しかし、このマシン以降、価格の安い PC/AT互換機の台頭により事態は一変してしまうのでした。(T_T)

NEC PC-9800シリーズ 32ビットパソコン PC-9801DA (5インチ FDDモデル)

 PC-9801DAでは、性能的には二代目 PC-9801RAとはほとんど変わっていませんが、Windows 3.0を意識しグラフィック描画速度のが若干向上しているほか、PC-9801-26K相当のサウンド機能を内蔵、DMA高速モードをサポートなど、細かい点で改良が加えられています。一方、旧来のソフトウェアとの互換性を保つために搭載されていた NECの 16ビット CPUの V30は、エミュレーション機能にとって代わられチップは省略されコストが抑えられています。
 また、この PC-9801DAから 5インチ FDDモデルと 3.5インチ FDDモデルの 2タイプが用意されるようになり、最上位モデルではノーマルモード専用の PC-98で初めて、SCSI仕様の HDDドライブを標準で内蔵して登場しました。PC-9801Dシリーズのラインナップは次の通りです。

型番 CPU メモリ FDD HDD 標準価格 (税別)
PC-9801DA2 80386 20MHz 1.6MB 5インチ 2HDタイプ x2 オプション 448,000円
PC-9801DA5 SASI仕様 40MB 598,000円
PC-9801DA7 SCSI仕様 100MB 698,000円
PC-9801DA/U2 3.5インチ 2HDタイプ x2 オプション 448,000円
PC-9801DA/U5 SASI仕様 40MB 598,000円
PC-9801DA/U7 SCSI仕様 100MB 698,000円
PC-9801DS2 i386SX 16MHz 1.6MB 5インチ 2HDタイプ x2 オプション 358,000円
PC-9801DS5 SASI仕様 40MB 508,000円
PC-9801DS/U2 3.5インチ 2HDタイプ x2 オプション 358,000円
PC-9801DS/U5 SASI仕様 40MB 508,000円
PC-9801DX2 80286 12MHz 640KB 5インチ 2HDタイプ x2 オプション 318,000円
PC-9801DX5 SASI仕様 40MB 468,000円
PC-9801DX/U2 3.5インチ 2HDタイプ x2 オプション 318,000円
PC-9801DX/U5 SASI仕様 40MB 468,000円

 ちなみに、PC-9801DS (i386SX 16MHz搭載) は同じ 1991年 1月に、PC-9801DX (80286 12MHz搭載) は、1990年 11月発売です。

 この PC-9801DA2は、自分が大学生のときに FDが壊れた PC-9801RX21の代替機として慌てて購入した思い出深いモデルでもあります。 (^ ^;;

CPUとメモリ

● 搭載 CPU

Intel 80386

 PC-9801DAに搭載されている CPUは Intel 80386 (20MHz) です。これは、後に登場した廉価版の i386SXと区別するために、i386DXと呼ばれるようになりました。80386は、従来の 80286に比べてデータバス幅が倍の 32ビットになり、Windowsの様なマルチタスク環境で必須となる仮想 86モードなどの 386命令が追加され、演算処理の高速化が図られています。詳しい CPUの解説は、企画課ヘどうぞ。

 なお、このモデルからは、従来機種との互換性を維持するために搭載されていた、NEC製 16ビット CPUの V30 (uPD70116-8) が省かれ、V30エミュレーションモードになりました。100%完全互換では無いので、V30を必要とするソフトウェアや拡張ボードでは、正常動作しない場合が稀にあるので注意が必要です。

● コプロセッサ

 コプロセッサは、 Intel i387DX (NEC PC-9801-67U、PC-98RL-03) 及び、i387DX互換コプロセッサに対応しています。コプロセッサは、現在の CPUの浮動小数点演算ユニット (FPU) にあたり、CPUと共に動作して関数演算などを専門に担当します。当時は、CPU自体が非常に高価だったので、オプションになっていました。

 取り付けるコプロセッサによってもパフォーマンスに差が出ます。Cyrix製品の Cx83D87などは Intel純正品よりも 50%程度高い処理能力を持ちます。

 PC-9801DAにコプロセッサを増設した場合は、必ずマザーボード上のジャンパを「01-03」に移します (次の写真を参照の事)。

PC-9801DA コプロセッサ設定用ジャンパ (デフォルト)

 その後、本体正面のディップスイッチの「3番」を「ON」に切り替えてから、N88-日本語 BASICまたは、MS-DOS上のメモリスイッチの設定「SWITCH.EXE」の項目で、「数値データプロセッサ 2」の項目を「有」に設定します。

● メモリ

 メモリは標準で 1.6MB搭載し、最大 14.6MBまで増設できます。PC-9801RA21/ RA51とは違い、専用メモリボード上に 2MBの 61SIMM (PC-9801-61: NEC独自仕様の SIMM) を増設することにより、 Cバス (汎用拡張スロット) を使わずに 13.6MBまで増設できます。

 なお、専用メモリモジュール以外の FP SIMMや EDO SIMM等は使えません。最悪、燃えたりマザーボードが壊れます。

補助記憶装置

● フロッピーディスクドライブ (FDD)

 PC-9801DA2、PC-9801DA5、PC-9801DA7には、5インチ 2HDタイプ (NEC FD1155D) が 2台、PC-9801DA/U2、PC-9801DA/U5、PC-9801DA/U7には、3.5インチ 2モード 2HDタイプ (NEC FD1137D) が 2ドライブ搭載されています。

 さらに、外付け 1MB専用 FDDコネクタを搭載しているので、1MBタイプの FDDを 2ドライブ接続可能です。

 ちなみに、当時 PC-9800シリーズでは 5インチ FDが主流だったので、5インチ FDD搭載モデルと 3.5インチ FDD搭載モデルとは、PC-9801RXと PC-9801EXのように完全に別れていました。本モデルで統合されて以降、PC-9821Ap3まで 3.5インチと 5インチモデルが用意されていました。

● ハードディスクドライブ (HDD: 固定ディスクドライブともいう)

 PC-9801DA5、PC-9801DA/U5は、従来通り「PC-9801-27」相当のインターフェース (I/F) と40MBの SASI仕様 (正確には ST-506仕様) HDD「PC-9801DA-35」を 1ドライブ内蔵しています。

 一方、PC-9801DA7、PC-9801DA/U7では、ノーマルモード PC-98デスクトップで初めて 100MBの SCSI仕様 HDD「PC-9801DA-37」が「PC-9801-55」相当の専用 I/F接続で 1ドライブ内蔵されています。
 なお、PC-9801DA7、PC-9801DA/U7内蔵の I/Fは 55ボード互換のため、悪名高い (^ ^;;)、NECチェックがあります。ここへ接続する SCSI機器のベンダ名が「NEC」または、先頭三文字が「NEC/nEC」でないと、画面表示無しでビープ音のループとなり本体が起動しなくなるので注意が必要です。
 
このために全 98シリーズの中で、PC-9801DA7、PC-9801DA/U7は内蔵 HDDのバックアップが取りにくいマシンでもあります。(T_T)

 ちなみに、この頃までの、内蔵 HDDドライブユニットは、最近のものとは違い、I/Fボードとドライブが、一体になっています。PC-9801DA5、PC-9801DA/U5に内蔵の SASI HDDユニットは、PC-9801DA、PC-9801DS、PC-9801DX以外に PC-9801RAと PC-9801RX (初代と二代目)、PC-9801VM11、PC-98RLと互換性があります。
 一方、PC-9801DA7、PC-9801DA/U7に内蔵の SCSI HDDユニットは、PC-9801DA、PC-9801DS、PC-9801DX、PC-9801RA21、PC-9801RS、PC-98RL以外の本体では使用できません。

グラフィック、サウンド機能

● グラフィック機能

 グラフィック機能は、最大 640×400ドット 4096色中 16色で、EGC (Enhanced Graphic Charger) により描画の高速化が図られています。ちなみに、Windows 3.0向けに先代の PC-9801RA21、PC-9801RA51に比べてグラフィック機能が若干アップしているらしいです。

 また、PC/AT互換機とは異なり、JIS第1、第2水準の漢字 ROMを標準で搭載しているため、MS-DOSや BASIC上で高速な漢字表示が行えます。この点は PC-98機能の基本なので変更は有りません。

 なお、Windowsで多色で高解像度の画面を利用するためには、別途グラフィックアクセラレータボード (ウィンドウアクセラレータボード) を汎用拡張バス (Cバス) に増設する必要があります。

● サウンド機能

 PC-9801DAでは、YAMAHA YM2203C OPNチップを内蔵していて「PC-9801-26K」相当のサウンド機能 (FM 3和音、SSG 3和音、ノイズ 1音) を標準で搭載しています。

 ただし、残念ながら DOSゲームで必需品の ATARI (MSX) 仕様ジョイスティック用コネクタはありません。また、この内蔵音源は CPUを高速な物に交換したりすると、正常に鳴らなくなることが多いので、純正の「PC-9801-86」や、キュービジョンの「Wave Star」等のサードパーティー製 86互換ボードを増設しましょう。

 EMS方式のメモリを使用する場合は、サウンド BIOSと併用できない為に本体のディップスイッチ 7を ONにしてサウンド BIOSを無効にします。本体内蔵音源を切り離すときは、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ますが、このディップスイッチの操作をしないと BIOSは有効のままですのでご注意ください。

 ちなみに、音源チップである YAMAHA YM2203C (YM2608Bでも可能) のピン配置が分かっていれば、YM2203の足に直接 D-Sub 9pinオスコネクタを配線して増設する方法もあります。
 これでは 1個しか接続できません。また、YM2203を壊すかもしれないので、腕に自信のある方以外は ATARI仕様ジョイスティック用コネクタの付いた 86または互換の音源ボードを増設した方が、PCMも鳴るようになり安全です。(^ ^;;

インターフェースと拡張スロット

● 本体のコネクタ

位置 種類 形状
本体前部 キーボード ミニ DIN 8pin
バスマウス D-Sub 9pin
本体後部 アナログ RGB出力 D-Sub 15pin、24.8kHz対応
デジタル RGB出力 DIN 8pin、モノクロモニタ出力と共用
増設 FDD装置用コネクタ アンフェノールフルピッチ 50pin、1MBタイプ専用
RS-232Cシリアル I/F D-Sub 25pin、最高 19,200bpsまで対応。通信の設定はメモリスイッチで行う
プリンタ I/F アンフェノールフルピッチ 14pin、双方向非対応
増設固定ディスク I/F PC-9801DA5、PC-9801DA/U5では、SASI仕様、アンフェノールフルピッチ 50pin
PC-9801DA7、PC-9801DA/U7では、SCSI仕様、アンフェノールハーフピッチ 50pin

 この中で特に PC-9821系とでは、バスマウス、アナログ RGB、プリンタのコネクタの形状が違い、別途、変換アダプタが必要になる場合があります。

● 拡張スロット

 16ビットの汎用拡張スロット (Cバススロット) を 4スロット搭載しています。現在流通している Cバスボードでは、CPUパワーを必要とするボードやハードウェアに依存するボード以外、殆どのボードが使用可能です。

 また、正面から向かって Cバス籠の左に内蔵 HDDユニット専用 I/Fスロットが 2つあります (HDD内蔵モデルでは占有済)。外側が SASI I/F用、内側が SCSI I/F用です。対応製品を使うことにより、Cバスを使わずに、SASI I/Fや、SCSI I/Fを増設できます。

本体ディップスイッチの設定

 この機種から HDDの切り離し等の設定が画面上で設定できるセットアップメニュー (出し方は「HELP」キーを押しながら電源投入もしくは、リセットボタンを押す) に変り、ハードウェアディップスイッチは一組に減りました。

 ハードウェアディップスイッチ (Dip SW) は、本体前面のカバー内に有ります。それぞれ以下のようになっています。赤い部分が工場出荷時 (デフォルト) の設定です。

スイッチ番号 機能 ON OFF
1 モニタの種類 専用高解像度モニタ 標準または、専用高解像度以外のモニタ
2 スーパーインポーズ機能 使用する 使用しない
3 メモリスイッチ初期化の設定 メモリスイッチの状態を保持する 起動時に初期化する
4 未使用 (常に OFF)
5 未使用 (常に OFF)
6 未使用 (常に OFF)
7 内蔵音源 BIOS ROMの切り離し 切り離す 使用する
8 未使用 (常に OFF)

 セットアップメニューで「内蔵 FDD 1MB固定」にすると、DMAチャネル 3を開放することが出来ます。

 Dip SW左側のスイッチは、CPU動作周波数の切り替えスイッチです。設定と動作速度は以下の通りで、赤い部分がデフォルトです。

位置 電源ランプ CPU動作速度
緑色 80386 20MHz
中央 橙色 80386 16MHz
赤色 V30 8MHz相当

 V30エミュレーションモードでは、640KB以上のメモリは全て無視され 640KB固定になります。また、このスイッチで中央と右側に切り替えた場合では、システムクロックが 20MHzから 16MHzに切り替わります。16MHzの場合は RS-232Cの通信速度の上限が変わります。

 RS-232Cの通信設定、メモリの容量の変更、起動するドライブの順番変更、初期画面の色の変更などは、MS-DOSの「SWITCH.EXE」等でメモリスイッチの設定を変える必要があります。変更後は、SW 2-5を ONにしてメモリスイッチの状態を保持するに変更します。バックアップ電池が切れるとこの設定も消えます。
 特に RS-232Cでシリアル通信を行う場合は、必ず送信側と受信側で設定を合わせる必要があります。通信ができなかったりデータ化けする時は、RS-232C I/Fの故障を疑う前にまずこの点をチェックしましょう。常識ですが、念のため。(^ ^;;

その他の特徴

 PC-9801DAから新たに DMA高速モードがサポートされました。DMA高速モードでは、DMAクロックが従来の 5MHzから 10MHzになります。データの転送時に DMA転送を利用する SCSIボードなどでは、転送速度が若干向上します。

 ただし、拡張ボードによっては、データ化けなど誤動作することがあるので、それぞれのボードの取扱説明書で確認してください。

CPUの換装 (486化)

● はじめに

 PC-9801DAで CPUの換装によってパワーアップを行う場合には、386DXピン互換の 486互換 CPUまたは、CPUアクセラレータが使えます。なお、PC-9801RA、PC-98RL、PC-H98 model60、PC-H98 model70、FC-9801A等の i386DX搭載モデルでも CPU周辺スペースの都合上制約が有りますが、ほぼ同様に行えます。

● 486互換 CPU

 自分が実際に使用した物で、一つは Cyrix製 Cx486DLCという 486互換 CPUです。これは、486互換 (486命令に対応) でありながら i386DXとピン配置が同一なので、i386DX搭載モデルで有ればそのまま載せ換えることができ、CPU内蔵キャッシュメモリ (これにより 80386より高速に演算処理が行える) を制御するキャッシュコントローラをインストールするだけで処理速度が上がります。ネット上では、Vectorの MS-DOSのところにフリーウェアのものが有ります。
 当初 CPU単体での入手については、国内に輸入代理店が無く難しかったのですが、I-O DATA等のサードパーティーがこの CPUを CPUアクセラレータとしてキャッシュコントロールソフトとセットで販売するようになって入手がし易くなりました。

 i386DXピン互換の 486互換 CPUの代表例

商品名 メーカー クロック倍率 動作クロック 内部キャッシュ 現状
Cyrix Cx486DLC 等倍 20MHz 1KB 生産終了
Cx486DRx2 2倍 40MHz 1KB 生産終了

 Cx486DRx2は CPU内部にクロックダブラーを内蔵し、コア部はシステムクロックの 2倍速で動作します。その他、Texas Instruments製のものもありますが、中身は Cyrix製と同じ物です。CPUの詳細は、企画課へどうぞ。

 換装時のポイントとしては、この CPUは発熱がかなり多いので安定動作をさせるには CPUの上にヒートシンクやクーラーを付ける事をお勧めします。発熱で CPUが動作不安定になったり、停止する場合があります。動作が怪しいと感じたら冷却を強化しましょう。

 この CPUでは、フロッピーディスクによる IPL起動が簡単にできるため、キャッシュコントローラがインストールできない MS-DOS以外の OS (例えば、N88-BASICやソフトメーカー独自の OS) でも、この IPL起動ディスクを使って再起動することにより、キャッシュコントロールを ONにして高速に動作させることができます。
 なお、キャッシュコントローラを使用した場合、サウンドの再生時に不具合が発生することがあります。その場合は、キャッシュコントロールを OFFにすれば回避できます。

 この方法は、パワーアップの点で非常に手軽でコストも安い方法ですが、動作クロックがノーマル時の 20MHzからシステムクロックに対し 2倍速の 40MHzまでしか上げられません。また、浮動小数点演算を行うコプロセッサはマザーボードに取り付けるためコアクロックが上昇しても、浮動小数点演算のパフォーマンスの上昇はほとんどありません。

● CPUアクセラレータ

 高クロック動作を狙うもう一つの方法として、CPUアクセラレータを使う方法があります。PC-9801DAは PC-9801RAに続くヒット商品で良く売れた機体であるため、複数のサードパーティーから数多くの製品が販売されました。
 これらは、Intel製 i486DX/SXシリーズや 486互換 CPUを、各社独自の小さな基板上に載せたもので、CPU内部でシステムクロックを上げるだけでなく、基板部分でもシステムクロックを上げ、トータルで 3倍から 4倍の高速動作をさせるというものです。製品の中には、コプロセッサやセカンドキャッシュメモリを搭載した高級な物もありました。特にコプロセッサが CPUに内蔵されている製品はコアクロックに同期して高速化されるため浮動小数点演算のパフォーマンスが大きく向上します。PC-9801RA21、PC-9801RA51にも対応しています。
 なお、ボードタイプのものは、構造上 CPUソケットのレバーが当たりそのままでは取りつけが出来ない製品があります。購入の際には、スペーサ (下駄) が付属のものを入手するようにしてください。

 PC-9801DA (i386DX機) に対応の CPUアクセラレータの代表例

メーカー 商品名 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 搭載 CPU 価格
メルコ/ Buffalo HDA-PC20WJ 2倍 40MHz TI486SXL 8KB 有り 19,800円
HDA-C20TJ 3倍 60MHz IBM 486DLC3 16KB 有り 43,000円
HDA-20Q 4倍 80MHz Cyrix Cx486DX2 8KB 有り 24,800円
I-O DATA PK-A486/87DW4-L 2倍 40MHz Cyrix Cx486DLC 1KB 有り 19,800円
PK-A486BL75 4倍 75MHz IBM 486DLC3 16KB 有り 64,800円
オーテック 韋駄天486DX-33 独立 33MHz Intel i486DX 8KB CPU内蔵 68,000円
韋駄天486DX2-66 2倍 独立 66MHz Intel i486DX2 8KB CPU内蔵 98,000円

● ハイパーメモリ CPU

 PC-9801DAで CPUを交換するのに特にお勧めなのが、メルコ (バッファロー) 製の ハイパーメモリ CPUシリーズという CPUアクセラレータで、6倍クロック動作 (システムクロックをアクセラレータボード上で 2倍にしてさらに CPU内部で 3倍) の「EUD-HP」です。コプロセッサ機能は CPUに内蔵されコアクロックに同期するのでマザーボード上のソケットに取り付ける時よりも格段に高速化します。
 しかも、この製品には同社の 98ノート対応メモリボードの ENLシリーズ用ソケットが二つ有り、PC-9801DAのメモリの限界である 14.6MBを越え、最大 78.6MB (14.6MB + 32MB×2) まで増設できる優れ物です。この製品は PC-9801RA21/ RA51にも対応しています。

 この製品は残念ながら 1999年 4月現在で生産が終了しているため、2003年 1月現在では、まず中古市場でも殆ど見つかりません。あっても 386用としては五千円程度と高価です。
 なお、この製品は CPUレバーが当たるのでそのままでは取りつけできません。購入の際にはスペーサ (下駄) が付属のものを入手するようにしてください。入手できなかった場合は、電子部品を扱っている店で 132ピン PGA対応 ICソケットとして購入する事も出来ます。

メーカー 商品名 クロック倍率 動作クロック 搭載 CPU 内部キャッシュ コプロセッサ 価格
メルコ/ Buffalo EUD-F 4.5倍 90MHz Intel iDX4 16KB CPU内蔵 53,000〜 118,000円
EUD-Q 4倍 80MHz Cyrix Cx486DX2 8KB CPU内蔵 29,800〜 99,800円
EUD-H 6倍 120MHz Cyrix Cx5x86 16KB CPU内蔵 39,800円
EUD-HP 6倍 120MHz AMD Am5x86P75 16KB CPU内蔵 29,800円

● 取り付けの手順

 CPUアクセラレータボードの取り付けは、非常に簡単です。まず、ルーフカバーを開け、PC-9801DA本体の i386DXを CPUソケット脇のレバーを外側へ押しながら引き上げて (これがけっこう固いです) 取り外します。

 ここで、もしコプロセッサの i387DXを搭載している場合は、同様な手順で外し、その脇にあるコプロセッサ設定用ジャンパスイッチを、工場出荷時の 「02-04」 に戻します。外した i386DXや i387DXは無くさないように大切に保管しておきます。

 次に、レバーが邪魔で CPUボードが載せられないので、CPUアクセラレータに付属のスペーサを CPUソケットに取り付け、レバーを下ろして固定します。

 続いて、スペーサの上に CPUボードを CPUの 1ピンを合わせて取り付けます。取り付けの際の注意点は、静電気はもちろんですがボードの水平を保ったまま少しづつ力を入れて取り付けることです。いいかげんに取りつけると、向きを間違えたり CPUアクセラレータのピンを曲げたり折ったりしてしまいます。

 取り付けた後、電源を入れて 「ピーポッ」 (若干間延びした音になる) と鳴れば、まずは成功です。鳴らないときは、すぐに電源を切ってもう一度、差し込み不足や CPUの向きなど間違いが無いかチェックしてください。

 後は、製品付属の EXキャッシュコントロールユーティリティをインストールすれば、今までが嘘のようにとても高速に動作し、EUD-HP上に増設したメモリも認識されるようになります。どのくらい高速かというと、Pentium 75MHzと張り合えるほど速くなります。(^-^)

● ハイパーメモリ CPU搭載時の問題点

 ただし、搭載時には、注意点がいくつかあります。

 まずその 1として、486系 CPUでは 386系 CPUと違い 内部キャッシュメモリが追加されています。486系 CPUを搭載するために設計された機体では、内部キャッシュメモリを ハードウェアで制御するように設計されていますが、386系 CPU搭載機では当然その機能がありません。
 よって、この内部キャッシュメモリを制御するために (どう制御するかは、ここでは省略します)、必ずキャッシュコントロールユーティリティ (キャッシュコントローラ) をインストールしなければなりません。このキャッシュコントローラをインストールしないと、元の i386DXに毛が生えた程度、または元の i386DXよりパフォーマンスが落ちてしまいます。

 そして、このキャッシュコントローラは、MS-DOS、Windows 3.1、Windows 95 (Windows98では不明) でしか動作しません。このため、インストールができない MS-DOS以外の OS (例えば、N88-BASICやソフトメーカー独自の OS) では、内部キャッシュを有効にして高速に動作させることができません。したがって、市販の一部のゲームソフトなどでは、正常に動作しないばかりか、処理がとても遅くなってしまう場合があります。

 注意点その 2としては、EUD-HPを使用している機体で、メモリを増設する場合は、EUD-HPのボード自体がかなり大きく高さがあるのでメルコ製の「EDAシリーズ」を使わなければ、ぶつかって物理的に搭載できなくなってしまいます (写真は PC-9801DAの CPU周辺部と EDA-4000)。NEC純正品や I-O DATA製品は基板が二層になっていて厚みがあり CPU側に張り出すので取り外すか、交換しなければなりません。

PC-9801DAの CPU周辺部

 注意点その 3としては、EUD-HP等を使用した場合、SCSIボード等の拡張ボードや外付け FDD、HDD等に相性により不具合が生じたり、キャッシュコントロールユーティリティの影響で、内蔵の FM音源がまともに鳴らなくなる場合があります。自分の PC-9801DAや周辺機器では幸いその様なことは無かったのですがご注意ください。SCSIボードの場合は、データ転送速度を下げる事で回避できる場合があります。

● 結果

 最後に、PC-9801DA (メモリを EDA-4000で 4MB増設) の CPUを 486互換 CPUや CPUアクセラレータに換えて MS-DOS Ver 5.0A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。使用ソフトは、I-O DATAの 「INSPECT Ver 1.03」 です。

CPU 動作クロック Dhrystone (点) Whetstone (点) 総合 (点)
i386DX 20MHz 3558 なし 3500
i386DX + i387DX 20MHz 3558 2216 3940
Cx486DLC + i387DX (Cache無し) 20MHz 4172 2444 4580
Cx486DLC + i387DX (Cache有り) 20MHz 4418 2453 4880
EUD-HP (Am5x86-P75 Cache無し) 120MHz 2669 4074 3400
EUD-HP (Am5x86-P75 Cache有り) 120MHz 38461 33046 45000

 結果としては、Cx486DLCは、元に比べて性能向上の幅は小さいですが、単純に載せかえるだけで手軽にパワーアップができます。また、キャッシュ無しでも i386DXより数値が落ちることが無いので、キャッシュコントローラを組み込めないソフトを多用する場合は有利です。

 一方、EUD-HPはキャッシュ有効では体感ではっきり分かるほど速いですが、キャッシュを無効にすると元の i386DXより明らかに遅く動作が不安定になります。よって、MS-DOSベースで使うというよりは、Windowsベースで使うときはこちらを使うと良いでしょう。

 参考までに、「INSPECT Ver 1.03」のデータベースでは、ノーマルの PC-9821Af (Pentium 60MHz) が総合で 40000点です。

メモリの増設

● はじめに

 さて、CPUアクセラレータを使って高速化したら、一緒にメモリを増設しましょう。メモリの増設の方法は、メモリ専用スロット、Cバス (汎用拡張バス) スロット、EUD-HP等のハイパーメモリ CPU上のスロットの 3つの方法があります。PC-9801RA21/ RA51も CPU専用スロットで増設できるメモリの容量が 最大 10MBまでになりますが基本的には同じです。以降、順番に解説していきます。

● メモリ専用スロット用メモリ

 まず、メモリ専用スロット用メモリでは、純正品では、「PC-9801DA-01」。サードパーティー製品には、メルコ (バッファロー) 製の 「EDAシリーズ」や、I-O DATA製の 「PIO-DA134シリーズ」があります。

 メルコ製品では、純正品「PC-9801DA-01」と同様に NEC製 「PC-9801-61/ 61U/ 61R」 互換の 2MBの SIMMで、容量を PC-9801DAでは 12MBまで、PC-9801RA21/ RA51では 10MBまで増やすことができます。ちなみに、PC-9801RA2/ RA5とは互換性は有りません。

メルコ (バッファロー) 製 EDA-4000

 なお、形は似ていますが、FP SIMMや EDO SIMMとは、仕様が全く違うので使えません。これを挿すと、メモリモジュールが燃えたり、マザーボードが壊れます。

 一方、I-O DATA製のものは、他の製品とは異なり、親亀メモリボード上に、専用の同社製サブボード「PIO-EX134/EX134S」を増設することで、PC-9801DAでは 12MBまで、PC-9801RA21/ RA51では 10MBまで増設できます。この製品では、61SIMMが使えないので注意が必要です。また、現在このサブボード単体での入手は極めて困難です。

 残念ながら現在、全て生産終了で手に入れるには、中古在庫を探すしか有りませんが、2003年 1月現在では見かけなくなりました。その中でもメルコ製品は比較的見つかり易く、相場は 2MB当たり 200〜1,000円程度です。できる限りこの方法で増設した方が、Cバススロット用よりもメモリアクセスが速いのでお勧めです。

メーカー 型番 メモリ容量 (標準/ 最大) 補足 価格 (税別)
NEC PC-9801DA-01 2MB/ 12MB 2MBの PC-9801-61 SIMMを 5枚取り付け可能 79,000円
メルコ / Buffalo EDAシリーズ 4MB〜8MB/ 12MB 2MBの PC-9801-61 SIMMを 4枚取り付け可能 28,000円〜49,800円
I-O DATA PIO-DA134 4MB〜12MB/ 12MB PIO-EX134Sで追加増設可能 26,000円〜70,000円

 PC-9801DA-01と EDAシリーズで使用できる NEC独自仕様の PC-9801-61と主な互換メモリモジュールです。使用されている DRAMチップは、1Mビットと 4Mビット、80nsと 70ns等がありますが、いずれも速度に違いは無く混在しても大丈夫です。中古品はジャンクで有れば一個あたり数百円で購入できます。

メーカー 型番 メモリ容量 補足 価格 (税別)
NEC PC-9801-61 2MB 100,000円
PC-9801-61U 2MB 1Mビットチップ 16個を両面に搭載 70,000円
PC-9801-61R 2MB 4Mビットチップ 4個を両面に搭載 20,000円
メルコ / Buffalo XMC-2000 2MB A〜 Dまで 4バージョンあり 6,000円
I-O DATA PIO-SIM61 2MB 6,000円

 ちなみに、I-O DATA製のメモリボード「FA34」や「FS34」、「BA34」に付属している 「取り外さないでください」と表記の有る 72ピン SIMMに 4MBの「PIO-HEX-4M」と 8MBの「PIO-HEX-8M」が有りますが、8MBの物に限り保証外ですが 2MBの 61互換 SIMMとして流用できます。
 これらのメモリは、「BA34」等で 4MBを 8MBに交換したり、別のスロットに取り付けたりしても認識容量が増える事は有りません 4MBのスロットに 8MBの SIMMを取り付けても認識するのは 4MBまでです。アドレス線の配線が足りないか、SIMMスロット毎に最大認識容量が決め打ちになっているのかもしれません。

● Cバス用汎用メモリボード

メルコ (バッファロー) 製 Cバス対応汎用メモリボード EMJシリーズ (2MB)

 二番目には Cバススロット用ですが、PC-9801DAでは元々 12MBも専用スロットに内蔵できるので、メモリアクセスにウェイトが入ってデータ転送が非常に遅い汎用メモリボードははっきり言ってお勧めできません。(^ ^;;
 ただし、どうしても最大容量の 14.6MBまで増設したい場合には最後の 1MB分は Cバス対応汎用メモリに頼らざるを得ません。メルコ、I-O DATA両社の製品は余った分は EMS専用メモリとして使えるので無駄がありません。

 参考までに主な PC-98 Cバススロット対応製品には以下の様なものがあります。

メーカー 型番 メモリ容量 補足 価格 (税別)
NEC PC-9801-51 1MB 80,000円
PC-9801-52 2MB 100,000円
PC-9801-52U 2MB 79,000円
メルコ / Buffalo EMJ Sシリーズ 1MB〜 16MB EXJ でボードに 2MB/ 4MBの追加増設が可能 19,800円〜94,800円
EXJ Sシリーズ 2MB〜 4MB EMJ-S、-R、-L、mkII、mkIIIの 1MB〜 4MBモデル追加増設用 19,800円〜94,800円
I-O DATA PC34Rシリーズ 1MB〜 16MB MEMORY SERVERツールで設定 19,800円〜29,800円
PIO-PC34Fシリーズ 1MB〜 8MB データチェック機能搭載ハイグレードモデル。EX34F追加増設可 19,000円〜79,000円
PIO-PC34FXシリーズ 3MB〜 16MB データチェック機能搭載ハイグレードモデル。EX34F追加増設不可 40,000円〜155,000円
PIO-PC34Nシリーズ 2MB〜 8MB スタンダードモデル 25,000円〜75,000円
EX34Fシリーズ 2MB〜 8MB PIO-PC34FX、PC34R用増設オプションボード 20,000円〜50,000円
PIO-SB34シリーズ 2MB〜 4MB セカンドバス規格対応増設サブボード 29,000円〜45,000円

 他にも IOバンク方式のメモリボードや不揮発 SRAMボードなども有りますが、それらのボードはプロテクトメモリの増設に使用することはできません。

 バッファロー製品である EMJシリーズのメモリボードの設定方法については公式サイトの Q&Aに説明が有りますので参考にどうぞ。EMJシリーズ スイッチ設定一覧表

● ハイパーメモリ CPU用メモリ

メルコ (バッファロー) 製 メモリ ENLシリーズ (8MB)

 内蔵メモリを、さらに増設する場合、三番目の方法である、EUD-HP等のハイパーメモリ CPUボード上のスロットで増設しましょう。このスロットでは、ボード上でシステムクロックが 2倍になっているので理論上 40MHzで動作します。また、ファストページモード (Fast Page Mode) 対応のモジュールが使えるのでデータ転送の高速化も期待できます。

 使えるメモリは、メルコ製で PC-9821 Ld, Lt, Lt2, Ne3, Nd2, Na7, Nx, PC-9801 NL/A対応の「ENLシリーズ」です。1999年 1月に、16MBタイプが生産終了となり、現在、32MBタイプも生産が終了しました。中古市場では、8MBや 16MBが主流で、32MBタイプは、まだ多く出回ってないようでが、運よく見つけることができれば、3千円前後 (なかなか値下がりしません (^ ^;;) で買えると思います。

 ちなみに、同じ対応機種の NEC純正品「PC-9821LD-B0x シリーズ」や I-O DATA製 「Ld34シリーズ」などでは、ロットによって動くもの (EUD-HP上でメルコ製メモリかどうかチェックしているらしいので、これに引っかからないもの) があるようですが、動作保証外になるので ENLシリーズを使った方が無難です。

 一応参考までに主な ハイパーメモリ CPUボードに搭載できる製品には以下の様なものがあります。補足は自分が実際に実験した結果です。全ての環境で同じ結果になるとは限りません。

メーカー 型番 メモリ容量 補足 価格 (税別)
メルコ / Buffalo ENLシリーズ 4MB〜 32MB ハイパーメモリ CPU正式対応
16MB 13,000円、32MB 25,000円に価格改定あり
24,800円〜172,800円
NEC PC-9821LD-B01 4MB ハイパーメモリ CPUで認識 NG 30,000円
PC-9821LD-B02 8MB ハイパーメモリ CPUで認識 OK 60,000円
PC-9821LD-B03 16MB ハイパーメモリ CPUで認識 NG 140,000円
PC-9821LD-B04 32MB ハイパーメモリ CPUで認識 OK 280,000円
I-O DATA Ld34シリーズ 4MB〜 32MB 16MB版は認識 OK。その他は不明
8MB 9,000円〜 32MB 19,000円に価格改定あり
24,000円〜172,000円
Logitec LSM-16C6FP 16MB ハイパーメモリ CPUで認識 OK

● Windows 95について

 最後に、CPUアクセラレータを使った状態で、Windows 95をインストールする場合、Safeモードでの起動を考えて、最低でもメモリ専用スロットで 8MBは増設しておきましょう。無くてもかまいませんが、Safeモードで、メモリを認識させるのに、一ひねり必要になります。詳しくは、製品付属のテキストを参考にしてください。

 また、インストール時に、途中で、CONFIG.SYSのドライバの位置を修正する必要があります。 インストール開始の時点で、キャッシュコントローラを組みこんでおけば、自動で修正してくれます。

 EUD-HPを使い、ENLシリーズで 32MBほど追加しておけば、ゲームは厳しいですが、ビジネスアプリケーションなら十分実用に耐え得るレベルになります。

スピーカの内蔵

● はじめに

 メインマシン (当時) の PC-9821Xa16/W30で「もうこのパソコンで DOSゲームはやらない」 と決めたので (ぉ 、Windows95上での PCM音源再生においてシステムに与える負荷が大きくことで有名な「PC-9801-86」から「PC-9801-118」に交換しました。
 おかげで、PCMサウンド再生時の引っ掛かりが無くなり驚くほど Windows 95が軽くなりました。音質も良くなりソフトウェア MIDIもすこぶる快適になったのですが、 「PC-9801-86」 が余ってしまいました。使わないのも勿体ないので、PC-9801DAに増設することにしました。

 ところが、このサウンドを本体のスピーカから鳴らすそうとすると PC-9801DA本体に LINE入力端子がないので、ボード背面の LINE出力端子 (ミニジャック) に外付けスピーカを接続しなければなりません。現在 PC-9801DAは、その地位を PC-9801FAに譲り (当時) 居間に置いてあるので、スピーカを置くほどのスペースがありません。たとえ、スペースがあっても邪魔なので本体に内蔵することにしました。(爆

 ちなみに、86サウンドボード上に有るコネクタはボードの動作テスト用の端子で音声出力用端子ではありません。間違っても繋がないようにしましょう。

● アンプユニットの作成

 さて、今回、用意したものは、小型のアンプユニットとスピーカです。別に小さければ何でも良いのですが、ここで自分が使用したものが、エレキットの 386 (といっても Intel製 CPUではない (^ ^;;) を使った低電圧動作モノラルアンプキットです (2012年現在では 380になっているようです)。キットなのでこの他に、安定化電源、スピーカ、ボリューム、ミニジャック、スイッチ、配線材等が必要になります。
 アンプキットは別に何でも構いません。秋月電子通商にも小型のアンプキットがあります。

 安定化電源はアダプタから作ると簡単です。たまたま、家に転がっていた東芝製のラジカセ「BOM BEAT」用の 9Vのアダプタを流用しました。パソコン本体のアースとショートしないように注意してください。アンプ用の電源はパソコン本体から取ってもいいのですが、電源ユニットから出力される電源にはノイズが多くオーディオアンプには不向きです。

 材料を用意したところで、まず、アンプユニットを組み立てて動作確認をしておきます。スピーカとアンプユニット間の配線材は長めにしておき、ノイズを低減させるため全ての配線材はねじっておきます。これが出来たら一旦スピーカを外しておくと、後で配線がしやすくなります。

 次に、Cバススロットの蓋と同じ大きさにプラスチックなどの板を切ってアンプユニットやボリューム等をうまく配置して取り付けます。金属板を使用する場合は、本体のアースとショートしないように注意してください。(下図は例です)

アンプユニット部品の配置図

● 取り付け

 では、取り付けです。まず、PC-9801DA本体のルーフカバーを外します。次にフロントパネルを外します。これには少しコツが要り、5インチモデルの場合、 FDDのレバーを強く前に引っ張って外してから、後ろから見て左上側のねじを外した後、上部 4箇所のツメを折らないように少しずつ押し込む様な感じでゆっくり外します。下の 2箇所は引っ掛かっているだけです。PC-9801DAに限らず PC-98の大半のモデルは同様な固定方法になっています。

 外れたら、電源ランプと HDDアクセスランプの付いた小基板がフロントマスクにネジ 1本で固定されているので外します (ツメの位置等は下図参照)。

PC-98 フロントパネルの爪とネジの位置

 余談ですが、10年近く使っていた PC-9801RX21では、ここにもの凄い量のホコリが詰まっていました。フロントパネルを外した際には、ついでに掃除をしておくことをお勧めします (^-^)b。

 フロントマスクが外れたら、筐体前部の金属部分にスピーカを適当なスペーサとネジを使ってしっかり取り付け、スピーカのコードをバックパネルの Cバススロットの穴を通してからアンプユニットに配線し、アンプユニットを Cバススロットに取り付けます。最後に、ケース部分とショートしてないかを確認し、フロントマスクとルーフカバーを元通り取り付けて終了です。

● 結果

 これで PC-9801DAで PC-9801-86を使用してもモノラル出力になりますが、SUPER大戦略 98等の FMサウンドが前面から聴けるようになりました。しかし、ノイズ対策をしっかりやってないので、内蔵 HDDにアクセスする度に「チリチリ」とノイズが入ります。(T_T)

 なお、現在では PC-9801FA/U2で使用していたグラフィックアクセラレータボード GA-98NB/IVが天下りしてきたので外してしまいました。おかげで、外部スピーカを繋がないとゲームや Windowsでは BEEP音しか鳴りません。(^ ^;;

Cバス SCSIボードで SCSI機器の内蔵 PC-9801DA編

● はじめに

 この SCSI機器の内蔵方法は PC-9801DAに限らず、PC-9801DS/ DX/ RA/ RS/ RX/ VM/ ES/ EXはもちろん、PC-98RL、98FELLOWや 98MATE Bシリーズ、初代 X MATEシリーズなどの Cバス搭載機種では、同様な方法または、応用することで実現できます。今回は、その中で、PC-9801DAの場合を取り上げてみたいと思います。

 なお、この方法は、ハンダ鏝を使い SCSIボードを改造する難しい作業が伴い、失敗すると SCSIボードが壊れる可能性があります。改造行為はメーカー保証外になりますので、全て自己責任でお願いします。当然ながら、この件についてメーカーのサポートに問い合わる事は禁止です。必ず事前に注意事項をお読みください。

 さて、PC-9801DAに内蔵できる主な NEC純正 HDDユニットは、以下のようになっています。サードパーティー製については企画課の第三回にある PC-9800対応 SCSI I/F一覧の「内蔵 HDDスロット対応、HDDユニット」の欄を参考にどうぞ。

仕様 SASI仕様 SCSI仕様
容量 20MB 40MB 100MB
本体/ HDDユニット PC-9801-RA34 PC-9801-RA35 PC-9801-DA35 PC-98RL-37 PC-9801-DA37
PC-9801DA2, PC-9801DA/U2
PC-9801DA5, PC-9801DA/U5 × ×
PC-9801DA7, PC-9801DA/U7

 PC-9801DA5と PC-9801DA/U5を除く機種では、マザーボード上に、SASIと SCSIインターフェース用のコネクタが 2つ並んで用意してあるので、内蔵用 HDDユニットを用意して中の HDDを交換すれば容量が増やせますが、この専用インターフェース部分は純正品では、PC-980155互換のため Fast SCSI (SCSI-2) 非対応でデータ転送速度も遅く、恐怖の NECベンダチェック (前述の仕様を参照) を行うので実行してもあまり意味がありません。

 PC-9801FAのパワーアップで SCSIボードのスルー化に成功し、I-O DATA製 SCSIボード SC-98IIIPをサブボード形式の SC-98IIIPSBに、内蔵 HDDも 100MB (NEC製 D3856) のものから 1.0GB (IBM製 DFHS-S1F) のものに交換したので、これらが余っていました。仕舞って置くのも勿体ないので、この二つを有効に使って PC-9801DAに HDDを内蔵してみようと思いました。

● 必要なパーツ

今回 用意したものは、

  1. I-O DATA製 SC-98IIIP (内部増設用コネクタのパターンがある物、メルコ製 IFC-NNにもあるのを確認しました。無い場合は、SCSIボードに内蔵用コネクタが無い場合を参考にしてください。)
  2. PC-9801RA-35L (RA, RX用内蔵 SASI 40MB HDD、電源ケーブルと HDD固定のため必要。中古で 2千円ほど)
  3. SCSI機器内部増設用 50pinコネクタ
  4. SCSI用の外付け ->内蔵 (50pin) 変換アダプタ
  5. コネクタが 3つの SCSI内蔵用 50pinフラットケーブル
  6. 2pinコネクタ付きケーブルと LED (HDDアクセスランプ用、必要に応じて)
  7. SCSI仕様 100MB HDD (SCSI仕様で PC-98または、PC/AT互換機用であれば OK)

です。なお、この方法では本体の HDDアクセスランプは点灯しなくなります。

● SCSIボードの改造 (内蔵用コネクタの増設)

 さて、I-O DATA製 SCSIボードの SC-98IIIPには、ロットによりボード上に内部接続用コネクタのパターンがある物があります。運良くパターンがあった場合にはスマートに SCSI機器を内蔵できます。(場所は、下図の赤矢印辺り)

SC-98IIIPの内部接続用コネクタのパターン位置

 注意すべき点は、ボード上の外付けコネクタと内蔵コネクタは SCSI転送路が二股になってしまうので、規格上同時に使用することはできません。同時に使用した場合にはデータ化けやエラーが出る可能性があります。この改造を行うとボード上の外付けコネクタは、ターミネーションの関係から使えなくなると思ったほうが良いでしょう。

 まず、SC-98IIIPの改造です。十分に気合を入れてから (^ ^;;)、SC-98IIIP上の内部増設用コネクタのパターンにあるハンダをハンダ鏝とハンダ吸い取り機などで除き、そこへ内部増設用コネクタ (50pin) をハンダ付けします。取り付ける向きはボード上のシルク印刷を見て判断してください。

 次に、ボード上のターミネータ (上図青矢印部分、ロットによって何種類か有るようですが、今回の物は 4個の青い集合抵抗) をハンダ鏝と、ハンダ吸い取り機などで外します。もし、面倒ならニッパで切り取っても構いません。

 これらの作業では、熱を加えすぎて基板のパターンや内部接続用コネクタ部のスルーホールを傷つけないように気を付けてください。

 ちなみに、98FELLOWシリーズ、98MATE Bシリーズ、98MATE Xシリーズなどでは、内部接続用コネクタを植えた SC-98IIIPなどを本体に取り付け、SCSI機器に対してターミネーションや SCSI IDを設定、内蔵用 SCSI機器を金具で固定し、50pin SCSIフラットケーブルと電源ケーブルを接続して終わりです。

● HDDユニットの改造

 PC-9801DAでは、次に内蔵用 HDDユニットの改造します。今回は HDDを固定するためと特殊な電源ケーブルを確保するために「PC-9801RA-35L」を使いました。このユニットには、SCSI HDDが固定できればよいので、元の HDDと SASIインターフェースボードは取り出しケースだけにします。

 ケースに HDDを固定します。ただし、ケースによっては側面のネジ穴が合わずにきちんと固定できない場合があります。そんなときは、ガムテープを使うなりしてしっかり固定します。これは、PC-9801FA等の NEC純正 SCSI籠も同様です。なお、今回使った HDDではネジ穴が丁度、側面で 2カ所合ったので、ネジ 2本で固定しました。
 ちなみに、PC-9801DA/ DS/ DX/ RA/ RX、PC-98RL等で使用する場合、お勧めなのが、ICM製の INTER-WSシリーズです。ケースの底にもネジ穴が 4箇所空いているので、しっかり固定できます。

 今度は、その HDDに IDセレクタ (無い場合は、取り付け前に SCSI IDの設定をしてください) を付け、さらに、コネクタが 3つ (今回の場合これがミソです) の SCSI内蔵用 50pinフラットケーブルとケースに付属の電源ケーブルを接続します。

 このままでは、外付け機器が使えないので、SCSI用の外付けコネクタと内蔵 (50pin) コネクタの変換アダプタを使います。外付け SASI HDDコネクタの部分に変換アダプタを固定しますが、ケース側は 50pinフルピッチなのでハーフピッチコネクタの穴が合いません。
 方法としては、変換アダプタの金属板をそこに合うように適当に切ったプラスチックの板に交換し、固定するという方法をとりました。そこに、フラットケーブルを接続します。なお、SCSI仕様の HDDユニットを使用した場合には、このような面倒がありません。

● 改造パーツの取り付け

 改造が一通り終わったら PC-9801DAのルーフカバーを開け、HDDユニットと改造した SC-98IIIPを PC-9801DA本体に取り付け、改造した SC-98IIIPに HDDからフラットケーブルを繋ぎ HDDユニットの電源ケーブルを本体の所定に位置に接続します。

 さらに、空いているコネクタにターミネータ (終端抵抗) を取り付けます。もし、外付け SCSI機器が有る時は、HDDユニット側のコネクタに繋ぎます。(下図参照)

SCSI機器の配線図

● 動作確認

 最後に、配線等を確認し本体の電源を入れます。SCSI BIOSが正常に起動し IDスキャンの画面 (ボードにより出ない場合も有る) で、全ての SCSI機器を認識すれば成功です。
 もし、認識しない機器が有ったりIDスキャンが止まったりと正常に動作しないときは、もう一度ボード上のハンダ部分や配線、SCSI ID、ボードの設定、ターミネーションを確認してください。

● アクセスランプの取り付け

 通常は以上で終わりですが、 HDDにはアクセスランプを接続する所があるので、PC-9801DAのフロントパネルを外し、PC-9801DAのマザーボードからきている HDDアクセスランプの信号線を外して、直接 HDDから ケーブルを繋ぎました。これで、本体のアクセスランプが点灯するようになります。
 同様に作業をする場合は、アクセスランプ (LED) の極性に注意してください。

● SCSIボードに内蔵用コネクタが無い場合

 追加として、次の図のように接続すると、SCSIボードに内蔵用コネクタが無くても SCSI HDDを内蔵できるようになります。PC-9801FA/ FS/ FXや A MATEのスルー化に近い手法です。

 なお、HDDにターミネータがついている場合は、それを ONにすれば下の図の様に内蔵用ターミネータは必要ありません。PC-9801DA/ DS/ DX以外でも SCSIコネクタを取り付ける場所さえあれば、どんな機種でもこの方法は有効です。こちらの方がハンダ鏝を使わずに (アクセスランプについては除く) 比較的簡単に内蔵できるのでお勧めです。(^-^)

SCSIボードに内蔵用コネクタが無い場合の配線図

PC-9801DA (386機) で Windows 95

● はじめに

 本項の PC-9801DAは、100MBの SCSI HDDを I-O DATA製 SMIT転送 SCSIボードの「SC-98IIIP」の改造により内蔵していますが、この HDDは元々 PC-9801FAで使っていた HDDだったので、 Windows 95がインストールされていました。

 それが、そのままになっていたのをすっかり忘れていて、HDD内蔵後の動作チェックで電源を入れたら勝手に Windows 95が起動してしまったので (マジで焦りました (^ ^;;)、今回は実験としてほぼノーマルの PC-9801DAを Windows 95化しました。つまり、別機種で Windows95をセットアップした HDDを移植する方法です。

 このときの PC-9801DAのスペックは、CPUは i386DX 20MHz、コプロセッサ i387DX、メモリ 13.6MB、Cバスに SC-98IIIP (Fast SCSI対応 SMIT転送) と、PC-9801-86サウンドボード、HDDは 100MBでグラフィックアクセラレータはありませんでした。

 なお、本来なら最低でも i486SXクラスの CPUに加え Windows対応のグラフィックアクセラレータボード (640×480ドット表示が必須) と、8MBのメモリ、SCSIボード、500MBクラスの SCSI HDD、SCSI接続の CD-ROM等が必要です。製品版の Windows 95も、もちろん必要です。(^ ^;;
 ちなみに、FD版 Windows95は 3.5インチバージョンしか無く特殊なフォーマットのために 5インチモデルでは外付けの 3.5インチ FDDを接続しても読み取ることができません。CD-ROM版を使用する必要があります。

● ドライバの修正

 別の機種で Windows 95が正常にインストールされた HDDを PC-9801DAに移植後に起動して、まず始めに問題になったのがディスプレイドライバでした。そこで、セーフモード (「SHIFT」+「f・4」) で起動し、この時点では違う環境でセットアップされているので PC-9801DAには存在しない機器のドライバを全て削除し、再起動しました。

 次に、グラフィックアクセラレーション機能が PC-9801DAには無いので、WIndows 95の画面を表示する事ができません。PC-9801標準の 640×400 16色で表示させるため、ディスプレイドライバとして、Vectorに有る 7K1BNN 氏のフリーソフト「640×400ドット再利用計画」を利用させていただきました。インストール時点で「デバイスの競合がある」と表示がでたので、「システムのプロパティ」の「デバイスマネージャ」を調べるシステムの項目の「EGC (Enhanced Graphic Charger)」と競合していました。そこで、システムの「EGC」を削除し、再起動すると競合が解決し画面表示が出来るようになりました。

 続いて、SCSIボードが認識されてなかったので、「SC-98IIIP」 のドライバを入れて「MS-DOS互換モード」を解決し、最後に、サウンドボードの「PC-9801-86」のドライバをインストールしました。

 これで、再起動を掛けると、次に起動したときから PCMサウンドが鳴るようなりました。これには、はっきり言って感動しました (T_T)。ここまでの設定の変更はもっと大変なのかと思いましたが、意外とすんなりできました。(^-^)

● 一からインストールする場合

 なお、実用のために 386機に最初から Windows95をインストールする場合には、CPUアクセラレータが必須になります。HDDを MS-DOSの「FORMAT」コマンド等で初期化と領域確保した後に「ブート可」に状態を変更して DOSシステムを転送し、CD-ROMのドライバと「MSCDEX.EXE」をインストールしておきます。

 ここでそのままインストールしようとすると「486ではありません」とメッセージが出て弾かれるので、忘れずにキャシュコントローラをインストールしておきます (詳しくは、CPUアクセラレータ付属の説明書や製造メーカーのサイトに書かれています) 。

 あとは、製品版 Windows 95の 「SETUP.EXE」 を実行すれば、さほど問題なくインストールできると思います。なお、CPUアクセラレータをつけても、全工程で数時間程度掛かります。

 ちなみに、286機の場合は CPUアクセラレータを取りつけても Windows 95が 286を検出すると停止させる仕組みになっているので、このチェックを回避する必要があり一筋縄ではいきません。

● 結果

 最後に、PC-9801DAは i386DX + i387DX で見事に Windows 95化されました。この状態では起動から終了まで全ての動作に、もの凄く時間が掛かります。どの位掛かるかと云うと、マウスを右クリックしてメニューが出るまで 5秒程掛かります。これではとても実用にはなりません。メモ帳を開いて文章を打ち込むのも一苦労です。(^ ^;;

 実験として、いろいろ CPUを交換して取ったベンチマークの結果を載せておきますので、笑ってやってください。なお、きちんと CPUアクセラレータを使いメモリを大量に積んで、性能の良いグラフィックアクセラレータを積んでいれば、重いアプリケーションを使わない限り、快適に使えるまでパワーアップします。

★ ★ ★ HDBENCH Ver 2.420 ★ ★ ★
使用機種 PC-9801DA2
Processor 486 [LVf・family 0 model 0 step 0]
解像度 640x400 2色(1Bit)
Display PC-9801 series 16 color Graphics (EGC)
Memory 5,560Kbyte
OS Windows 95 4.0 (Build: 950)
Date 1999/ 1/30 1:44

SCSI = I-O DATA SC-98V(非PnPモード)

A = NEC D3856 Rev 0002
B = GENERIC NEC FLOPPY DISK
C = GENERIC NEC FLOPPY DISK
D = GENERIC NEC FLOPPY DISK
E = GENERIC NEC FLOPPY DISK

CPU 動作クロック ALL Text Scroll DD Read Write Cache Drive
i386DX 20MHz 277 12 405 334 26 173 16 0 496 278 759 A:10MB
i386DX + i387DX 20MHz 284 144 403 332 27 172 16 0 495 277 696 A:10MB
Cx486DLC + i387DX (Cache無し) 20MHz 292 152 400 354 29 177 17 0 502 277 723 A:10MB
EUD-HP (Cache有り) 120MHz 1211 3114 4915 557 161 478 19 0 500 280 874 A:10MB

 Cx486DLC (Cache有り) では、ヒートシンクが無かったため触れないほど熱くなってしまい、ベンチマークテスト後にフリーズしてしまったので記録できませんでした。なお、EUD-HPは動作クロック 120MHzでそれ以外の CPUの動作クロックは、全て 20MHzで、それ以外の条件は全て一緒です。その時についでに測定した起動時間を以下に示します。条件は「Windows 95を起動しています」の表示が出てから、GUI画面が表示されデータを全てロードし終わって HDDのアクセスが止まるまでです。

CPU 起動時間
i386 2分 25秒
i386 + i387 2分 25秒
Cx486DLC + i387 (Cache無し) 2分 25秒
Cx486DLC + i387 (Cache有り) 2分 13秒
EUD-HP (Cache有り) 1分 40秒

 やっぱり、EUD-HPなら起動も速いです。今回は測定していませんが、キャッシュを切ると i386DXの時より遅くなるのでどうなるか分かりません。

 なお、今回は、7K1BNN氏のフリーソフト「640×400 ドット再利用計画」を使いました。解像度 640×400ドット、16色で測定しました。Processorは 486になっていますが、システムのプロパティではちゃんと「80386 + 80387」と表示されています。これにも何か感動しました。(^-^)

さらなる高速化 EUD-HPの 160MHz化

 この方法では、 CPUが規格外のクロック (オーバークロック) の状態になるので、確実に CPUの寿命が縮みます。また、何の前触れもなくいきなり壊れることもありますので十分ご注意ください。また、全ての Am5x86P75でうまくいくとは限りません。改造行為にあたりますので、必ず注意事項をお読みください。

● はじめに

 PC-9801DA用 CPUアクセラレータであるメルコ (バッファロー) 製の EUD-HPには Am5x86P75 (Pentium 75MHz相当の意味) が載っていてシステムクロックをボード上で 2倍、CPU内部で 3倍にして結果的に 6倍クロック (120MHz) で動作しています。同様に PC-9801FA用 CPUアクセラレータである同社の EUF-EPでは、Am486DX5が載っていてシステムクロックをボード上で 2倍、CPU内部で 4倍にして結果的に 8倍クロックで動作しています。なお、Am486DX5は Am5x86P75の名前が変わったものです。

 とくれば何かに気付くと思います。つまり、Am5x86P75を CPU内部で 4倍動作するように設定 (CPUの倍率設定ピンを細工) してやれば、EUD-HPでも 8倍クロック (PC-9801DAの場合 160MHz) で動作させる事ができるということです。どうやるかは、AMDのサイトから Am5x86P75のデータシートをダウンロードしてみれば分かるのですが、簡単に言うと Am5x86P75の 「R17」 ピンを GNDに落とす (Vssに接続する) ことで 4倍動作します。

 ただし、出荷時期によって、基板に細かい変更がされていたり CPUの耐性が違っていたりすることもあるので、全ての EUD-HPでうまくいくかどうかはわかりません。

● EUD-HPの改造

 用意するものは、CPUの発熱が凄いので大きめのヒートシンクの付いた CPUクーラーと、固定のための熱伝導性の両面テープ、ファンの電源を SCSI HDD内蔵モデルや増設モデルの場合は SCSI HDDから、そうでない場合は、FDDから確保するための電源分岐ケーブル です。
 HDDの電源から取る場合は、PCパーツショップ等で手に入ります。FDDの電源からの場合は、自作になるかも知れません。この場合は、事前にピンアサインをテスタで確認してください。

 実際の手順ですが、まず、EUD-HPを裏にします。裏にしたら、Am5x86P75を下側として、Am5x86P75のピンのすぐ上に「R118」という空きランドがあります (ここに CPUの「R17」ピンからのパターンが繋がっています)。「R118」という文字は、だいたいシリアルナンバーの書かれたシールに隠れています。ここをハンダ等でショートします。すると 4倍動作 (4倍設定) になり、結果的に 160MHzで動作するようになります。

 ちなみに、自分はここに、手元にあった 3mm x 8mm大のスライドスイッチをハンダ付けしました。

EUD-HPの「R118」位置

● CPUクーラーの取りつけ

 次に、CPUクーラーを取り付けるので EUD-HPのヒートシンクを外します。元から付いているヒートシンクは熱伝導性両面テープによって固定されているので、CPUアクセラレータのボードを左手 (右手でも可) に持ち CPUのヒートシンクだけを反対の手に持って、少しずつ力を入れながらひねる (瓶詰めを開ける感覚) と「パコッ」と外れます。外したら CPUクーラーを熱伝導性テープ等でしっかり取り付けます。

● EUD-HP改の取りつけと結果

 これが終わったら、CPUアクセラレータを PC-9801DAの所定の位置に取り付け、 HDD等からファンの電源を分岐して CPUクーラーへつなぎます。あとは、電源を入れて CPUクーラーのファンが回り 「ピポッ」 といえばひとまず成功です。

 最後に、キャッシュコントロールを ONにして、ベンチマークテスト等で 160MHzで動作しているか確認してください。もし、電源を入れても何も反応が無い、160MHzで動作していないようならば、もう一度ハンダ箇所や配線等を確認してください。

 ベンチマークを測定すると次のようになりました。測定時のメモリは 13.6MBです。

「INSPECT Ver 1.03 (by I-O DATA)」

CPU 動作周波数 Dhrystone (点) Whetstone (点) 総合 (点)
EUD-HP (Am5x86P75 Cache無し)

120MHz

2669

4074

3400

EUD-HP (Am5x86P75 Cache無し)

160MHz

2683

4141

3420

EUD-HP (Am5x86P75 Cache有り)

120MHz

38461

33046

45000

EUD-HP (Am5x86P75 Cache有り)

160MHz

50000

44072

58800

★ ★ ★ HDBENCH Ver 2.420 ★ ★ ★
使用機種 PC-9801DA2
Processor 486 [LVf・family 0 model 0 step 0]
解像度 640x400 2色(1Bit)
Display PC-9801 series 16 color Graphics (EGC)
Memory 5,560Kbyte
OS Windows 95 4.0 (Build: 950)
Date 1999/ 2/ 5 9: 6

SCSI = I-O DATA SC-98V(非PnPモード)

A = NEC D3856 Rev 0002
B = GENERIC NEC FLOPPY DISK
C = GENERIC NEC FLOPPY DISK
D = GENERIC NEC FLOPPY DISK
E = GENERIC NEC FLOPPY DISK

CPU ALL Text Scroll DD Read Write Cache Drive 備考
EUD-HP (Cache有り、120MHz) 1211 3114 4915 557 161 478 19 0 500 280 874

A:10MB

GA: EGC
HDC: SC-98IIIP

EUD-HP (Cache有り、160MHz) 1514 4165 6548 571 173 491 19 0 511 279 875

A:10MB

GA: EGC
HDC: SC-98IIIP

 120MHz時と 160MHz時を比べるとクロックに比例し、整数、浮動小数点演算の数値が 30%程度向上しているのが分かります。なお、Windows 95の起動時間を測定すると 1分 40秒と 120MHzの時と変化はありませんでした。

PC-9801DAの保守

PC-9801DAは 2012年で製造から 20年程度経過しています。今後も正常に使用するにあたって幾つかのポイントを挙げておきます。

● FDD

NEC製 5インチ FDDの FD1155D NEC製 3.5インチ FDDの FD1137D

 PC-9801DA2、PC-9801DA5、PC-9801DA7で使用されている FDDは、NEC製の「FD1155D」という VFO付きの 1MB、640KB両対応の 5インチドライブです。このドライブは、ヘッド部分の磁気シールド (電源から出るノイズによる影響を防ぐため) が導電スポンジの劣化によって脱落して FDメディアを挿入できなくなります。

 対策としては、PC-9801DA/DS/DXに於いては当該部品を除去すれば OKです。万が一、読み書きに不具合が生じるようであれば、導電性接着剤が付いた厚さ 2mm程度の導電スポンジで元の位置に取り付けてください。接着剤は NGです。詳細は、PC-9801RX21ネタの FDD (NEC FD1155D) の故障と対策を参照ください。

 PC-9801DA/U2、PC-9801DA/U5、PC-9801DA/U7では NEC製「FD1137D」VFO付き 1MB、640KB両対応の 3.5インチドライブ (画像は PC-9801UXのベゼル付きドライブ) が使用されています。このドライブでは、ディスクの挿入とライトプロテクトを検知する二連のマイクロスイッチが劣化し易く、故障の主な原因となっています。特に PC-9801UV、PC-9801UXに搭載されているドライブは大半がここが原因で故障します。ドライブ次の画像は、問題の二連マイクロスイッチです。

FD1137Dの二連マイクロスイッチ部分

 緊急の対処法として接点復活剤で復活することが多いようですが、それでダメならば交換が必要になります。このドライブは、内部構造が複雑でドライブ後部のフィルムケーブルが切れやすく分解がしにくい印象です。

● カレンダ時計バックアップ電池

GS製 Ni-Cd電池の 3-51FT-A

 PC-9801DA で使用されている電池は、GSの「3-51FT-A」という 3.6V 50mAhの Ni-Cd電池です (上部の写真は PC-9801RX21の物)。同種の電池は PC-9801DA、PC-9801DS、PC-9801DXまで使用されています。場所はマザーボードの Cバススロットの下あたりに半田で実装されています。これが非常に液漏れし易く、液漏れを起こすと周辺パターンや部品を壊してしまいます。

 もし、今 PC-9801DA (に限らず、PC-9801DS、PC-9801DXまでのデスクトップ) をお持ちの方は、直ぐに外す事をお勧めします。半田鏝が無い場合は電池の足をニッパー等で切ってしまえば簡単です。
 なお、外した場合は、起動毎に日付と時刻、メモリスイッチの設定をやり直す必要があります。

 代替品としては、VARTAの「3/V80H-074763」という 3.6V 70mAhの Ni-MH電池が通販などで入手し易いですが、厳密にはNi-Cdと Ni-MHは充電時の特性が違うので気になるところです。充電池は取り扱いを誤ると発火や破裂が有りうるので使用する方はご留意ください。

● マザーボードのコンデンサ

 この機種では、DIPの電解コンデンサとタンタルコンデンサを使用しているので 98MATEで起こりやすい電解コンデンサの液漏れで故障する事がまず無いのですが、タンタルコンデンサが劣化で壊れて電源が入らなくなる可能性が稀に有ります。

 タンタルコンデンサは性質上、壊れるとショートした状態になります。そこで過電流が流れて「バチッ」と大きな音を上げて壊れます。ショート状態なので電源を入れようとすると電源ユニットの保護回路が働いてすぐに切れる状態になります。この時は非常に危険ですので、修理するまで電源を投入してはいけません。

 故障個所の特定は比較的簡単で、タンタルコンデンサの両脚をテスタの抵抗モードで触って抵抗が 0Ωの箇所が故障個所です。そこを交換すれば周辺回路にダメージが無い限り再び動作するはずです。交換するコンデンサはタンタルコンデンサがベストですが非常に高いので、代わりに電解コンデンサを使っても大きな問題はないと思います。

 ちなみに、サウンドボードの PC-9801-26/ 26Kは、タンタルコンデンサの破損で電源が入らなくなる事が多いです。

● 電源ユニット

 PC-9801DAに限らず、PC-9801RA、PC-9801RXでは、PU-463系の電源を使用しています。この電源は、トーキン製 (TOKIN、現、NECトーキン) とサンケン電気 (SANKEN) 製が有るのですが、SANKEN製はコンデンサが液漏れし易く電源が入らなくなる確率が非常に高いです。写真はトーキン製 PU463。
 なお、誤解の無いように書きますが、これは PC-98用の古い電源に限ったことです。全てのサンケン電気製品が悪いと言っている訳では有りません。

PC-9801DAの電源 PU463A (TOKIN製)

 また、SANKEN製は負荷によって供給する電力を調整するタイプで制御している半導体が劣化して +12V系供給電圧が下がって補助記憶装置が作動不良を起こしたり、電源が入らなくなったりします。運が良ければ、小容量のコンデンサの交換で復活できますが、半導体までやられているとカスタム部品で取り寄せできないので、復活は不可能です。

 その場合は電源を交換するしか有りません。PC-9801DAで使える電源は「PU463」と「PU-463A」ですが、「PU463」を 3.5インチモデルで使う場合は FDDの電源コネクタが違うので 5インチ用電源コネクタを 3.5インチ用電源コネクタに変換する変換ケーブルが必要です。

 「PU463」との違いは「PU463A」では 2ピンのマザーボード補助電源ケーブルと FDDへの電源供給用ケーブルが無く、代わりに HDD用と同形状のコネクタが 2個 (一個は FDD用) に変更されています。このコネクタから FDDへ変換ケーブル経由で電源が供給されています。内部基板には大きな変更はないようです。

 ちなみに、動作不良やコンデンサ、電池交換でお困りの場合は、技術部にて修理や保守を承りますのでご相談ください。

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PC-9800, PC-9801, PC-98は NEC社の商標または登録商標です。

386DXは Intel社の商標または登録商標です。

Windows, MS-DOSは Microsoft社の商標または登録商標です。

この他、製品名、型番等は、一般に各メーカーの商標または登録商標です。