CMOS Battery คืออะไร ? รู้จักถ่านซีมอส แบตเตอรี่จิ๋ว ตัวสำคัญของคอมพิวเตอร์

CMOS Battery คืออะไร ?

สำหรับ แผงวงจรหลัก หรือ เมนบอร์ด (Mainboard) เป็น ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ (Computer Hardware) ชิ้นสำคัญที่มีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวมันมีวงจรที่ซับซ้อน เนื่องจากมันเป็นศูนย์กลางที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กจำนวนมาก ให้สามารถสื่อสาร แลกเปลี่ยนข้อมูลเพื่อทำงานร่วมกันได้ รวมถึงมีหน้าที่ในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับชิ้นส่วนเหล่านั้นด้วย อย่างไรก็ตาม รู้หรือไม่ว่าในตัวเมนบอร์ดเองก็มีแบตเตอรี่ขนาดเล็กคอยจ่ายไฟเลี้ยงเอาไว้ด้วยนะ โดยมันเรียกว่า "ถ่านซีมอส (CMOS Battery)" อย่างถ้าเป็นเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์จะใช้ถ่านกลมแบนแบบ "CR2032" นั่นเอง 

ในบทความนี้จะมาอธิบายว่า CMOS Battery คืออะไร ? มันทำหน้าที่อะไรกันแน่ ?

CMOS Battery ในเมนบอร์ดของเครื่องเกม PlayStation Portable
ภาพจาก : http://lukasz.dk/mirror/forums.ps2dev.org/viewtopicd220.html?t=1116

ถ่านซีมอส คืออะไร ? (What is a CMOS Battery ?)

CMOS Battery หรือที่รู้จักกันในชื่อ "Real-Time Clock (RTC) Battery" เป็นแบตเตอรี่ที่ทำหน้าที่จ่ายพลังงานให้กับ ซีมอส (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS) ชิปที่อยู่บนเมนบอร์ด ซึ่งส่วนใหญ่แล้วชิป CMOS จะถูกติดตั้งเอาไว้ใกล้ ๆ กับ ชิปไอออส (BIOS Chip) ที่มีหน้าที่เก็บข้อมูลพื้นฐานของระบบ อย่างวัน, เดือน, ปี และ การตั้งค่า BIOS นั่นเอง

ที่บนตัวเมนบอร์ด จะต้องมี CMOS Battery ก็เพราะว่า ทันทีที่เราสั่งปิดคอมพิวเตอร์ และถอดปลั๊กออก (หรือปิดสวิตช์ตัดไฟ) ตัว CMOS Battery จะเข้ามามีบทบาทคอยจ่ายพลังงานเพื่อให้ชิป CMOS สามารถเก็บรักษาข้อมูลที่ถูกเก็บเอาไว้ภายในชิปได้ เนื่องจากชิป CMOS เป็นหน่วยความจำแบบชั่วคราว (Volatile Memory) ถ้าหากไม่มี CMOS Battery หรือตัวพลังงานใน CMOS Battery หมดไป ข้อมูลที่ถูกบันทึกไว้ก็จะหายไป

ส่วนใหญ่แล้ว CMOS Battery ในเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์จะมีอายุประมาณ 2-5 ปี โดยจะใช้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-Ion Battery) ที่อยู่ในรูปแบบถ่านกระดุม ไม่ CR2032 ก็อาจเป็น CR2025 แต่ในคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าอาจจะมีบางรุ่นที่ใช้ CR2354 หรือ BR2032

วิธีสังเกตว่าถ่าน CMOS Battery หมดเมื่อไหร่ ? นั้นก็ดูง่ายมาก ถ้าเราเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์แล้วพบว่านาฬิกาของระบบเดินไม่ตรง ขึ้นให้ตั้งค่าใหม่ สาเหตุหลักก็มาจากการที่ถ่าน CMOS Battery หมดนี่แหละ ทำให้ระบบเวลาแบบเรียลไทม์ Real-Time Clock (RTC) ไม่สามารถทำงานได้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมมันถึงถูกเรียกว่า RTC Battery

ภาพจาก : https://www.budgetpcupgraderepair.com/identifying-and-replacing-a-faulty-cmos-battery-in-your-laptop/

ทำไมถึงต้องมี ถ่านซีมอส ? (Why do we need a CMOS Battery ?)

อาจมีคุณผู้อ่านที่สงสัยว่าเทคโนโลยีก็พัฒนามาไกลขนาดแล้ว ทำไมเมนบอร์ดยังคงใช้ CMOS Battery ทั้งที่ในยุคนี้ก็มีแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ และมีหน่วยความจำแบบถาวร (Non-Volatile memory) ให้เลือกใช้งานได้ 

เหตุผลที่ยังใช้ถ่านอยู่เพราะ ชิป CMOS ใช้พลังงานในการทำงานต่ำมาก ถ่านกระดุมก้อนเล็ก ๆ เพียงก้อนเดียวก็สามารถใช้งานได้หลายปีแล้ว แถมตัวถ่ายยังไม่ราคาไม่แพง สามารถถอดเปลี่ยนได้ง่ายอีกด้วย จึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าในระยะยาว

ส่วนเหตุผลที่ไม่ใช้หน่วยความจำแบบถาวร (Non-Volatile Memory) ก็เพราะว่าการทำงานของระบบ Real-Time Character นั้น ข้อมูลจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา  นั่นหมายความว่าข้อมูลจะถูกเขียนบันทึกใหม่เสมอ การเขียนข้อมูลต้องใช้พลังงานอยู่แล้ว จึงเป็นสถานการณ์ที่เหมาะสมกับหน่วยความจำแบบชั่วคราวมากกว่า (Volatile Memory)

ในโน้ตบุ๊กมี ถ่านซีมอส อยู่หรือไม่ ? (Do Laptops Have CMOS Battery?)

เรารู้แล้วว่า CMOS Battery ช่วยจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับชิป CMOS เวลาที่เราถอดปลั๊ก หรือปิดสวิตช์ของคอมพิวเตอร์ แต่คุณผู้อ่านบางท่านอาจสงสัยว่า แล้วถ้าเป็น คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก (Notebook Computer) ที่มีแบตเตอรี่อยู่ในตัวล่ะ ยังจำเป็นต้องมี CMOS Battery หรือไม่ ?

คำตอบคือ "มี" นะครับ อย่างไรก็ตาม รูปร่าง และขนาดอาจแตกต่างกันไป เนื่องจากโน๊ตบุ๊คในปัจจุบันนี้มีขนาดที่บางกว่าเดิมมาก การจะใส่ถ่านกระดุม CR2032 หรือ CR2025 อาจทำได้ยาก โดยปกติแล้วอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของโน๊ตบุ๊คจะมีความทนทานมากกว่าของเครื่อง คอมพิวเตอร์ PC และโน๊ตบุ๊คอาจจะพัง หรือเสื่อมสภาพไปก่อนที่ถ่านจะหมดเสียด้วยซ้ำ

CMOS Battery สำหรับ โน๊ตบุ๊ค
ภาพจาก : https://shopee.com.my/jd.marketing/2424630549

หน้าที่ของ ถ่านซีมอส คืออะไร ? (Function of a CMOS Battery)

เก็บข้อมูลวันที่ และเวลา

หนึ่งในหน้าที่หลักของแบตเตอรี่ CMOS คือ การช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถติดตามวันที่ และเวลาในปัจจุบันได้แม้ในขณะที่คอมพิวเตอร์ปิดอยู่ ซึ่งช่วยให้ระบบปฏิบัติการยังคงสามารถแสดงผลข้อมูลวันที่ และเวลาได้อย่างถูกต้อง หากไม่มี CMOS Battery เวลาของระบบจะรีเซ็ตเป็นวันที่เริ่มต้นทุกครั้งที่ผู้ใช้ปิด หรือรีสตาร์ทระบบคอมพิวเตอร์

บันทึกการตั้งค่าของ BIOS

ชิป CMOS มีหน้าที่ในการเก็บการตั้งค่าต่าง ๆ ของ BIOS ที่ผู้ใช้กำหนดเอง เช่น ลำดับการบูตว่าจะเริ่มที่ไดร์ฟตัวไหนก่อน, พารามิเตอร์การโอเวอร์คล็อก, อุปกรณ์ที่เปิด/ปิดใช้งาน ฯลฯ เมื่อคุณใช้มีการแก้ไขการตั้งค่า BIOS ค่าที่ถูกเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ จะถูกเก็บไว้ในชิป CMOS และข้อมูลจะยังคงอยู่ได้ แม้เราจะถอดปลั๊กคอมพิวเตอร์ออกแล้วก็ตาม 

การทดสอบตัวเองเมื่อเปิดเครื่อง (Power-On Self Tests (POST))

ทุกครั้งที่กดเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์บูต ชิป CMOS จะมีการทดสอบระบบที่เรียกว่า "การทดสอบตัวเองเมื่อเปิดเครื่อง (Power-On Self Tests หรือ POST)" เพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น ฮาร์ดไดรฟ์ (Harddrive), พอร์ต และ แรม (RAM) ทำงานได้อย่างถูกต้อง ก่อนที่จะบูตเข้าสู่ระบบปฏิบัติการ CMOS Battery ช่วยให้ ชิป CMOS สามารถบันทึกผลลัพธ์ และข้อผิดพลาดของ POST เหล่านี้ เพื่อใช้ในการแก้ไขปัญหาในภายหลังได้

BMC/IPMI Support

ในเมนบอร์ดระดับเซิร์ฟเวอร์ หรือในระดับผู้ใช้งานทั่วไป (บางรุ่น) จะมี Baseboard Management Controller (BMC) และ Intelligent Platform Management Interface (IPMI) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการ และตรวจสอบเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์เครือข่ายจากระยะไกล แม้ในขณะที่ระบบปฏิบัติการไม่ได้กำลังทำงานอยู่

CMOS battery จะคอยจ่ายพลังงานให้กับชิป BMC เพื่อให้ผู้ดูแลระบบสามารถรีโมตเข้ามาได้ แม้คอมพิวเตอร์จะถูกปิดเอาไว้อยู่

อาการผิดปกติที่เกิดขึ้นจาก ถ่านซีมอส (Issue caused by a CMOS battery)

หาก CMOS Battery เสื่อมสภาพ หรือหมดอายุ มันสามารถส่งผลให้เกิดปัญหาได้หลายอย่าง ตั้งแต่เรื่องน่ารำคาญเล็กน้อย ไปจนถึงปัญหาร้ายแรง มาดูว่ามันสามารถสร้างปัญหาอะไรได้บ้าง ? และวิธีการแก้ไข

แสดงวัน และเวลาผิด

ถ้าหากคอมพิวเตอร์แสดงวัน และเวลา ที่อยู่บน System Tray หรือหน้าจอ BIOS ผิดพลาด มีความเป็นไปได้สูงมากที่เกิดจาก พลังงานของ CMOS Battery หมด ทำให้เวลาของระบบถูกล้างค่าเป็นค่าเริ่มต้นทุกครั้งที่เปิดเครื่อง ซึ่งส่วนใหญ่จะถูกกำหนดเอาไว้เป็นวันที่ 1 มกราคม ค.ศ. 2001 (พ.ศ. 2544)

การตั้งค่า BIOS ถูกรีเซ็ต

อีกหนึ่งอาการที่เกิดขึ้นได้เมื่อ CMOS Battery หมด หรือเสื่อมสภาพคือ การตั้งค่าใน BIOS ที่ผู้ใช้บันทึกไว้ เช่น ลำดับการบูต, ค่า Overclock ฯลฯ ถูกรีเซ็ตกลับไปเป็นค่าเดิมจากโรงงาน สาเหตุก็มาจากการที่ชิป CMOS ไม่สามารถเก็บบันทึกการตั้งค่าเอาไว้ได้

การบูตมีปัญหา

ในบางกรณีที่ร้ายแรง หาก CMOS Battery เกิดความผิดปกติ จะส่งผลต่อการบูตของระบบได้หลายอย่าง เช่น

• ไม่สามารถผ่านการทดสอบ Power-On Self-Test (POST) ได้
• บูตลูป (Boot Loops)
• Boot Failure Errors
• ระบบปฏิบัติการทำงานผิดปกติ

แจ้งเตือนแรงดันไฟต่ำ CMOS Battery

ใน BIOS ของเมนบอร์ดบางรุ่นจะแสดงแรงดันไฟฟ้าที่เหลืออยู่ของตัว CMOS Battery ค่าปกติจะอยู่ที่ระหว่าง 2.7V - 3.3V ในตอนนี้สุขภาพแบตเตอรี่ยังดีอยู่ ถ้าหากเห็นแจ้งเตือนแรงดันต่ำ เช่น 2.1V นั่นเป็นสัญญาณเตือนว่า CMOS Battery เริ่มเสื่อมสภาพแล้ว ควรรีบเปลี่ยนให้เร็วที่สุด

วิธีการเปลี่ยน ถ่านซีมอส ด้วยตัวเอง (How to replace CMOS Battery by yourself ?)

การเปลี่ยน CMOS Battery เป็นเรื่องง่าย สามารถทำได้ด้วยตนเอง ตัวถ่านกระดุมที่เป็น CMOS Battery ก็สามารถหาซื้อได้ง่าย ๆ ตามร้านสะดวกซื้อทั่วไป

1. ปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ และถอดปลั๊กไฟ

ขั้นตอนแรก เพื่อความปลอดภัยจากอันตรายของไฟฟ้า และการลัดวงจรที่อาจทำให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์เสียหาย ให้เราทำการปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ และถอดปลั๊กออกให้เรียบร้อยก่อนที่จะลงมือทำ  หากกังวลหลังจากถอดปลั๊กเสร็จแล้ว ให้กด "ปุ่ม Power" เปิดเครื่องค้างเอาไว้สัก 5-10 วินาทีด้วยก็ได้ เพื่อคลายประจุไฟฟ้าที่อาจหลงเหลืออยู่

2. มองหาถ่านซีมอส และถอดเปลี่ยนแบตเตอรี่ออก

เปิดฝาเคสคอมพิวเตอร์ออก มองหาถ่านที่อยู่บนเมนบอร์ด โดยปกติแล้ว CMOS Battery บนเมนบอร์ดจะอยู่ในตำแหน่งที่มองหาได้ไม่ยากนัก แต่ถ้าหาไม่เจอจริง ๆ แนะนำว่าให้เปิดหาข้อมูลในคู่มือที่มาพร้อมกับเมนบอร์ด โดยมักจะระบุว่าเป็น "RTC" หรือไม่ก็ "CMOS" แล้วอย่าลืมสังเกต "ขั้ว +" และ "ขั้ว -" ด้วย เพราะถ่านจะมี 2 ด้าน เราต้องใส่ให้ถูกขั้วด้วย โดยในการถอด แนะนำให้ใช้ไขควงปากแบนอันเล็ก ๆ ช่วยดันสลักยึดถ่าน CMOS Battery ให้เอาง่าย ๆ

ภาพจาก : https://support.redbirdflight.com/how-to-change-the-cmos-battery

3. ติดตั้งแบตเตอรี่ก้อนใหม่

นำแบตเตอรี่ CR2032 หรือรุ่นอื่น ๆ ตามที่เมนบอร์ดรองรับมาใส่แทน อย่าลืมระวังเรื่องขั้วบวกขั้วลบของตัวแบตเตอรี่ด้วย กดถ่านให้เข้าสลักอย่างเรียบร้อย

4. ทดลองเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์

ปิดฝาเคสคอมพิวเตอร์ให้เรียบร้อย เสียบปลั๊ก แล้วลองเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ตั้งค่าวันที่ และเวลา ให้เรียบร้อย เมื่อบูตเข้าสู่ตัวระบบปฏิบัติการ ปัญหาที่เคยเกิดขึ้นในหัวข้อที่แล้ว น่าจะได้รับการแก้ไขเป็นที่เรียบร้อย