Parece que você fez muita investigação. Seu próximo passo é identificar se este é um problema de hardware ou software.
Primeiro, tente descartar o hardware
Hardware
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Segure a tecla Shift enquanto o seu Mac inicializa, isto irá colocá-lo no modo de segurança. Se o problema desaparecer, isso é um problema de software.
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Encontre uma loja da Apple que executará um rápido netboot . Isso gerará um relatório de qualquer falha de hardware.
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Inicialize a partir de uma instalação separada do OsX. Se você tiver um disco rígido sobressalente USB instalado, instale o Mac nele e inicialize a unidade externa. Se o problema desaparecer, isso é um problema de software.
Software
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Verifique se o seu disco rígido principal no utilitário de disco, eu vi problemas semelhantes quando o meu arquivo de catálogo se tornou corrompido.
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Crie uma nova conta de usuário e veja se o problema desaparece. Acho que criar uma nova conta muitas vezes pode corrigir alguns dos problemas menores que, de outra forma, exigiriam um formato.
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Abra o aplicativo 'console' dentro do diretório de utilitários. Ele mostrará o registro em tempo real de todos os aplicativos em sua máquina. Google quaisquer erros ou avisos que surgem.
Se você descartou o hardware como o culpado e investigou as etapas do software descritas, é mais fácil fazer o backup usando o cloner de cópia de carbono, ou máquina do tempo, e instalar o OsX Fresh.
Você pode alternativamente levá-lo a uma oficina de reparos e eles farão todos os mesmos passos para você.