¿Está relacionado con una placa base defectuosa?
Básicamente, sí.
Tienes buena información de diagnóstico al intentar arrancar desde un instalador USB. Si tanto la unidad interna como el nuevo instalador USB tienen exactamente los mismos síntomas, el problema está en el propio ordenador.
Ahora bien, este iMac antiguo en particular tenía una "tarjeta" de GPU extraíble y lo más probable es (basándome en mi experiencia profesional) que este sea el caso; estas suelen fallar. Para obtener una confirmación adicional, echando un vistazo a los mensajes de arranque ( Modo Verboso - mantener Command V durante el arranque) ayudará a determinar esto. Además, arrancar con el disco de diagnóstico que viene con su Mac le permitirá ejecutar las pruebas gráficas.
¿Puede reemplazarlo?
Absolutamente. A diferencia de los ordenadores iMac de 2012 y más recientes, que tienen el conjunto de la pantalla pegado en su sitio, los modelos de 2009 a 2011 utilizaban imanes y tornillos Torx para mantenerlo en su sitio. El mantenimiento por parte del usuario es definitivamente posible en este caso. IFixit.com tiene excelentes instrucciones de reparación.
Sin embargo, estos son bastante "caros" y muy raros ya que el iMac de 27" era mucho más popular. Una búsqueda superficial en eBay sólo encontró uno a más de 100 dólares en el momento de escribir este artículo. ¿Vale la pena arreglarlo? En mi opinión, no. Es obsoleto y por mucho esfuerzo que le pongas, sólo será más difícil de mantener. Sin embargo, si te gusta la "informática retro", puede ser algo que no quieras abandonar todavía.
Ahora bien, aún podría ser tu placa lógica, pero creo que es poco probable (la probabilidad no es cero). Lo bueno de eBay ahora, es que tienes 30 días para devolver incluso en productos usados. Así que el riesgo es muy bajo si resulta que no es la GPU.