VAIO RCのケースで最新PC(Z790、第13世代CPU)を組み立てる#13 既存のフロントUSB 2.0 Type-A ポートのUSB 3.2化 1

前回までの投稿で、USB 3.2 Gen 1のType-AポートとUSB 3.2 Gen 2のType-Cポートを2.5インチベイを利用して増設しました。その後、既存のUSB 2.0のType-Aポートが調子悪いことがわかりました。

まずは、VAIO RCのケースのUSBポートについて、確認します。

VAIO RCのケースのUSB ポート

VAIO RCのフロントパネル(前面)にあるUSBポートは、中央のあたりに1ポート(下記の左側のVAIO RC前面の画像の3番の部分)、下部のあたりに2ポート(下記の左側のVAIO RC裏面の画像の5番の部分)、合計3ポートあります。

VAIO RCのバックパネル(後面)にあるUSBポートは、中央右側あたりに4ポート(下記の右側のVAIO RC後面の画像の15番の部分)あります。

VAIO RCは、2006年くらいに販売されていました。当時は、USB 3.0の規格(2008年)はありませんでした。そのため、VAIO RCのケースにあるUSBポートは、すべてUSB 2.0規格ののものとなります。

フロントパネルのUSBポート

フロントパネルのUSBポートは、PCケースにポートが直接設置されており、ケースとマザーボードは、内部用の接続ケーブルでつなぎます。内部用の接続ケーブルは、USB 2.0とUSB 3.2では、ケーブルの種類が異なり、互換性はありません。そのため、PCケース側がUSB 2.0であれば、USB 3.2のポートして使うことはできません。

ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSMのフロントパネルのUSBポートに接続等に使えるUSB内部コネクターは、３種類あります。

規格	形状	ポート数	最大速度
USB 3.2 Gen 1	Key-A	1	5 Gbps
USB 3.2 Gen 1	USB 3.0ヘッダー	1	5 Gbps
USB 2.0	USB 2.0ヘッダー	2	480 Mbps

フロントパネル用のUSB内部コネクターの詳細 (ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSM)

ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSM の USB 3.2 Gen 1用Key-A コネクター

プロントパネル等のUSB 3.2のType-Cポートと接続するためのコネクターです。バックパネルのType-Cポートは、USB 3.2 Gen 2 x 2 (20 Gbps)でしたが、プロントパネルのType-Cポート用は、USB 3.2 Gen 1 (5 Gbps)です。

ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSM の USB 3.2 Gen 1用内部ヘッダーコネクター

プロントパネル等のUSB 3.2 の Type-A端子と接続するためのヘッダーコネクターです。バックパネルのType-Aポートは、USB 3.2 Gen 2 (10 Gbps)とUSB 3.2 Gen 1 (5 Gbps)とでしたが、プロントパネル用は、USB 3.2 Gen 1 (5 Gbps)です。

一つのヘッダーコネクターで、USBポート二つ分になるため、全体で2ポート分存在することになります。

ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSM の USB 2.0用内部ヘッダーコネクター

プロントパネル等のUSB 2.0 の Type-A端子と接続するためのヘッダーコネクターです。ヘッダーコネクターは二つあります。一つのヘッダーコネクターで、USBポート二つ分になるため、全体で4ポート分存在することになります。

バックパネルのUSBポート

バックパネルのUSBポートは、マザーボードに直結されているものです。そのため、マザーボードを取り換えると、もともとあったVAIO RCのUSBポートの規格によらず、バックパネルのUSBポートは最新の規格のものになります。

ASUS PRIME Z790M-PLUS D4の場合は、バックパネルには、USBポートは全体で8個あります。8ポートの規格、形状、ポート数、最大速度の詳細は以下の通りです。

規格	形状	ポート数	最大速度
USB 2.0	Type-A	2	480 Mbps
USB 3.2 Gen 2	Type-A	1	10 Gbps
USB 3.2 Gen 2 x 2	Type-C	1	20 Gbps
USB 3.2 Gen 1	Type-A	4	5 Gbps

バックパネルのUSBポートの詳細 (ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSM)

バックパネルのポートの中には、USB 3.2 Gen 2 x 2 (20 Gbps)もあり、充実しています。

ASUS PRIME Z790M-PLUS D4のパックパネルの端子構成は下記の図の通りです。

バックパネルの構成 (ASUS Prime Z790M-D4 Plus CSM)

フロントパネルのUSBポートの調子が悪い

VAIO RCのケースにASUS PRIME Z790M-PLUS D4を組み込んだPCでWindowsを稼働中に問題が発生しました。

デバイスの接続の音

デバイスを新たに接続していないのに、頻繁に、デバイスの接続音(ピポッ)とデバイスの切断音(ピポン)が頻繁に繰り返す状況に遭遇しました。具体的には右の再生ボタンで再生できる二つの音です。

デバイスの切断の音

はじめは、何のデバイスが接続・切断を繰り返しているかわかりませんでした。いろいろ調べていくうちに、USBデバイスが接続切断を繰り返していることがわかりました。というのは、デバイスマネージャーのデバイスのツリー表示でUSBデバイスのところで、デバイスが増えたり減ったりしていたからです。

デバイスマネージャーの「不明な USB デバイス (デバイス記述子要求の失敗)」の項目

上記の画像のように「不明な USB デバイス (デバイス記述子要求の失敗)」という項目のデバイスが、現れたり、存在しなくなるのを繰り返していました。

また、一瞬ですが、上記の画像のようなに、エクスプローラーの「USBデバイスが認識されません」のバルーンが表示されることもありました。

マザーボード上のUSBポート(バックパネル)、もしくは、USBコネクター(内部接続用)の不具合で、マザーボードの修理が必要かと思いました。しかしそうではありませんでした。

どのUSBポートに問題があるのかを切り分けるために、デバイスマネージャー上で、各USBポートを順番に無効化・有効化をして、上記の現象が起きているポートを、特定していきました。

すると、フロントパネル下部のUSBポート上で、USBデバイスが接続されたり、存在しなくなったりしていることを特定しました。それも、デバイスを一つもつないでいなくても発生しています。

このポートはマザーボードのUSB 2.0のヘッダーコネクターに接続しています。

使用しているマザーボード上にはUSB 2.0のヘッダーコネクターは二つあります。一つは、プロントパネルの中央のUSB 2.0ポートと古いメモリカードリーダーに接続しています。もう一方を、フロントパネルの下部のUSB 2.0ポートに接続しています。このフロントパネルの下部のUSB 2.0ポートに接続したマザーボード上のUSB 2.0 ヘッダーコネクター側が故障していると考えました。

そこで、二つのUSB 2.0 ヘッダーコネクターの接続を入れ替えました。そしたら、フロントパネルの下部のUSB 2.0 ポート側では、現象が再現しなくなるかと思いました。しかし、入れ替え前とかわらず、フロントパネルの下部のUSB 2.0 ポート側で、引き続き同じ現象が再現します。

原因の箇所が特定できません。

つぎに、フロントパネルの下部のUSB 2.0 ポートとマザーボードをつないでいるヘッダーケーブルをマザーボードから抜きました。すると、現象が再現しなくなりました。

以上のことから、問題があるのはマザーボードではなく、フロントパネルの下部のUSB 2.0 ポートとマザーボードをつなぐヘッダーケーブルに問題があると結論付けました。

とりあえず、原因はわかりました。この現象が発生していると、PCを使っているときに、接続音と切断音が頻繁に鳴るので、実用的ではありません。そのため、応急処置として、問題が発生しているヘッダーケーブルを取り外すことにしました。このヘッダーケーブルをマザーボードに接続していないと、問題は発生しません。

ただ、データのコピーなどで、USBメモリをPCに二つつなぎたいことがよくあるので、フロントパネルの下部のUSBポートが使えないのは、不便です。

そこで、フロントパネルの下部のUSBポートにつながるヘッダーケーブルを修理する必要があります。

今回の投稿では、フロントパネルの下部のUSBポートの調子が悪いことがわかりました。そして、原因を突き止めていくと、USBポートとマザーボードをつなぐヘッダーケーブルに問題があることがわかりました。

次回の投稿では、このフロントパネルの下部のUSBポートとマザーボードをつなぐヘッダーケーブルを修理する方法を考えます。