Hola amig@, podemos descartar un problema de sobrecalentamiento del sistema ya que como comentas....
   Cita:   puede estar varias horas encendidas y la temperatura del micro se mantiene dentro de lo normal.
    Aun asín para ir descartando, procede a sustituir la pasta térmica del micro...... 
Pero todo parece indicar que la anomalía proviene de la motherboard, ya que ademas has comprobado este con otro fuente de alimentación si resultados....