Moderne Linux-distributies voor RISC-V draaien alleen op chips met de RVA23-uitbreiding. Een van de eerste is de SpacemiT K3 in de AIBOX-K3 – die echter nogal wat kinderziektes heeft.
Lees verder na de advertentie
RISC-V maakt de sprong naar volwaardige mini-pc’s
Komen er nu eindelijk aantrekkelijke mini-pc’s met RISC-V-technologie? We hebben een voorloper in handen gehad: de met 403 euro niet bepaald goedkope AIBOX-K3 met een System-on-Chip SpacemiT K3 uit China. We hebben dat kleine computertje gekocht bij de Chinese fabrikant Firefly.
Onze test laat zien dat er grote vooruitgang is geboekt met RISC-V-processors, maar legt ook bloot dat er nog wat te verbeteren valt op het gebied van energieverbruik, documentatie en software.
De openbaar gemaakte RISC-V-instructiesetarchitectuur ging 16 jaar geleden van start en wekte in de opensource-scene hoop op betaalbare processors. Een achtergrondartikel [1] geeft een uitgebreid overzicht van de successen en vorderingen van de RISC-V-processortechnologie.
RISC-V is inderdaad succesvol, maar vooral achter de schermen, namelijk bij controllers die diep in andere chips ingebed zijn. Aantrekkelijke RISC-V-concurrenten voor ARM-processors voor smartphones, laptops en singleboard-computers zijn daarentegen nauwelijks in zicht. Bovendien hebben populaire Linux-distributies zoals Ubuntu de lat hoger gelegd: de huidige RISC-V-versie van Ubuntu draait alleen op processors met de instructiesetuitbreiding RVA23.
Al in de zomer van 2025 had Ubuntu aangekondigd toekomstige RISC-V-versies te beperken tot RVA23-chips. En de SpacemiT Keystone K3 is de eerste processor die hier daadwerkelijk mee werkt.
Het is geen toeval dat de K3 uit China komt, de Chinese overheid stimuleert RISC-V namelijk strategisch om de afhankelijkheid van Amerikaanse technologie te verminderen. SpacemiT produceert niet alleen de K3, maar ook de insteekmodule SpacemiT K3 – Com260, het hart van de AIBOX-K3.
De fabrikant daarvan, Firefly, maakt een zogenaamd baseboard, dat de module van stroom voorziet en de aansluitingen verbindt met aansluitingen en stekkerpoorten. De CoM260-module past in een poort voor DDR4-SODIMM’s, die echter anders bedraad moet zijn.
Op het baseboard zitten bovendien een paar adapterchips, bijvoorbeeld voor de tweede ethernetpoort, die via USB is aangesloten.
Firefly, vroeger T-Firefly genoemd, heeft een Duitstalige webshop en leverde snel. De prijs van de AIBOX-K3 is echter behoorlijk hoog en steeg tijdens de testperiode nog eens met zo’n 30 procent. Als snel kostte de box in de uitvoering met 8 GB LPDDR5-RAM en 128 GB flashgeheugen maar liefst 443 euro inclusief verzendkosten.
De hoge prijs is deels te wijten aan de momenteel extreem dure RAM- en flashgeheugenchips. De AIBOX-K3 is ook verkrijgbaar met 32 GB RAM, dan kost hij zonder verzendkosten 746 euro.
De opbouw van de AIBOX-K3 met de verwisselbare CoM260-module maakt hem duurder dan wanneer de processor direct op het moederbord zou zitten. De mechanische opbouw heeft wat zwakke punten: om de afstand tussen de heatspreader van de RISC-V-chip en de koeler te overbruggen, zit daar een dun koperen plaatje dat rijkelijk is ingesmeerd met warmtegeleidende pasta.
CPU uit China
Het bedrijf SpacemiT, dat in 2021 in Hangzhou opgericht werd, bracht in 2024 de 64-bit RISC-V-chip Keystone K1, ook wel Ky X1 genoemd, op de markt [2]. Naar eigen zeggen ontwikkelt SpacemiT de CPU-kernen, genaamd X60, zelf, maar ze lijken wel op de XuanTie C908 van T-Head Semiconductor, dat deel uitmaakt van de cloudtak van de Chinese handelsgigant Alibaba.
De K3, vervaardigd met 12-nanometer FinFET-technologie, is aanzienlijk krachtiger en complexer dan de K1. Hij heeft in totaal 17 RISC-V-kernen, waarvan er één als interne controller fungeert. De overige 16 zijn verdeeld in twee groepen: acht van het type X100 en acht van het type A100.
Beide hebben RVA23-uitbreidingen, maar de A100 mist hypervisor-uitbreidingen voor virtualisatie. Ze zijn ontworpen als AI-versnellers en verwerken AI-gegevensformaten zoals FP4, Int8 en BF16. SpacemiT noemt voor alle A100’s samen een rekenkracht van 60 biljoen bewerkingen per seconde (Tops) bij de verwerking van dunne matrices met FP4-gegevens. Dat ligt in dezelfde orde van grootte als de Hailo10-H met 40 Int4-Tops, die Raspberry Pi als insteekkaart met 8 GB RAM verkoopt voor 190 euro.
Veel x86-mobiele processors hebben krachtigere geïntegreerde NPU’s met minstens 40 Int8-Tops.
Voor het gebruik van de AIBOX-K3 als Linux-pc zonder speciaal aangepaste KI-software zijn de acht X100-kernen belangrijker, die klokken op 2,4 GHz. Elke kern heeft 128 kB L1-cache, 64 voor gegevens en 64 voor instructies. Elke groep van vier kernen deelt 4 MB L2-cache en maakt gebruik van LPDDR5-6400-RAM, dat zo’n 50 GB/s levert.
De K3 heeft ook de 3D-grafische kern IMG BXM4-64 van Imagination Technologies. Vanaf kernel 6.16 is daar een OpenGL-driver voor beschikbaar. Naar verluidt zitten er ook videodecoders voor talrijke formaten ingebouwd, maar die kwamen onder Bianbu OS en onder Ubuntu niet in beeld.
De CPU-kernen zijn krachtig genoeg voor het decoderen van VP9, maar Full HD-video’s van YouTube haperden toch een beetje, ondanks de lage CPU-belasting.
In de K3 zitten controllers voor talrijke interfaces, zoals PCIe 3.0 (acht lanes) en USB 3.0 met 5 Gbit/s. Er is een Gigabit-ethernetcontroller ingebouwd die via een externe PHY-chip gebruikt kan worden. De AIBOX-K3 maakt echter geen gebruik van alle poorten van de K3.
Net als bij andere singleboard-computers is het vastgesoldeerde RAM niet vervangbaar of uitbreidbaar. Dat geldt ook voor de flashchip volgens de Universal Flash Storage (UFS 2.2)-specificatie met een capaciteit van 128 GB.
De K3 verbruikt onder belasting aanzienlijk meer energie dan de quadcore ARM-processors BCM2711 en BCM2712 van de Raspberry Pi 4 en 5. SpacemiT noemt een configureerbare Thermal Design Power (TDP) van 15 tot 25 watt, vergelijkbaar met x86-mobiele processoren van AMD en Intel.
Haperende start
De Engelstalige, maar onvolledige documentatie op de Firefly-website is bedoeld voor mensen die ervaring hebben met Linux-singleboard-computers voor ontwikkelaars. Er ontbreekt met name een duidelijke waarschuwing dat je onder Bianbu OS 4.0 geen distributie-update mag starten, ook al biedt de grafische updatetool die mogelijkheid.
Zo’n verkeerde klik legde onze box kort na het in gebruik nemen plat. Na die fatale klik werd de update wel gedownload en begon de installatie, maar daarna bleef het systeem hangen met een luid brullende ventilator. Nadat we de stekker eruit hadden getrokken – uitschakelen was niet meer mogelijk – startte het apparaat niet meer op.
De support van Firefly, die we via e-mail hadden benaderd, reageerde binnen een paar dagen en gaf de cruciale tips. Je mag met apt install wel nieuwe software installeren en afzonderlijke apps updaten, maar je mag geen update van de distributie starten. Het herstel van de AIBOX lukte via de Hardware Flashing Mode. Daarvoor moet je zowel de besturingssysteem-image (verwarrend genoeg firmware genoemd) als een Flashing Tool naar een andere pc downloaden.
Vervolgens sluit je die pc via een USB-A-naar-USB-C-kabel aan op de AIBOX-K3, sluit je ook de 12V-voeding aan en druk je op de aan-uitknop terwijl je met een puntig voorwerp de verzonken Boot-knop indrukt.
De flashtool, SpacemiT Titan Flash genaamd, herkent de box dan als USB-apparaat, pakt de besturingssysteem-image uit en schrijft hem naar het UFS-flashgeheugen. We hebben daar een Windows-pc voor gebruikt, maar SpacemiT Titan Flash is ook beschikbaar als AppImage voor Linux. Daar moet je bovendien nog handmatig de tools Android Debug Bridge (adb) en fastboot instellen.
Ook Ubuntu 26.04 LTS hebben we op die manier geïnstalleerd. Firefly biedt bovendien ook images met Debian en open-Kylin. In tegenstelling tot bij x86-computers kun je Ubuntu tot nu toe niet vanaf een USB-installatiestick op de AIBOX-K3 installeren.
Speciale Linux
Blijkbaar start de AIBOX-K3 alleen op vanaf het ingebouwde UFS-flashgeheugen. Volgens de Firefly-website lukt het wel vanaf een SSD in het M.2-slot, maar er wordt niet uitgelegd hoe je dat moet instellen. Of er een firmware-setup-tool is, dus zoiets als BIOS-instellingen, is ook onduidelijk.
We hebben Bianbu OS 4.0 en Ubuntu 26.04 uitgeprobeerd. Bij Bianbu gebruikt Firefly de LXQt-desktop en Wayland. De AIBOX-K3 heeft 33 seconden nodig om Ubuntu op te starten. Met Bianbu OS gaat het iets sneller. Verder waren er geen relevante verschillen in prestaties, energieverbruik en irritant ventilatorgeluid.
Beide Linux-systemen gebruiken aangepaste kernels van versie 6.18.3. Bij Ubuntu heet die 6.18.3-5-spacemit-generic. In de kernelberichten die dmesg weergeeft, verschijnt bij beide systemen de veiligheidswaarschuwing dat er een debugkernel draait met tracing ingeschakeld. Die is niet bedoeld voor normaal gebruik.
Ook onder Ubuntu zijn er geen updates van de distributie mogelijk. De standaard ingestelde updateserver ustc.edu.cn wordt beheerd door de University of Science and Technology of China.
Afgezien van het feit dat je geen beveiligingsupdates kunt installeren, heeft dat ook gevolgen voor hardwaredrivers. We hebben bijvoorbeeld geprobeerd om 14 verschillende USB-wifi-adapters aan de praat te krijgen, maar voor geen enkele konden we een driver vinden. Die zou beschikbaar moeten zijn in een 64-bit RISC-V-versie, wat veel zeldzamer is dan bij x86 of zelfs ARM (AArch64).
Bij een poging om het build-systeem make achteraf te installeren, deden zich steeds weer fouten voor. Het installeren van applicaties en benchmarks zoals 7-Zip en Geekbench verliep daarentegen zonder problemen.
Prestaties
De AIBOX-K3 werkt redelijk soepel met beide Linux-varianten. De geïnstalleerde browser Chrome start met een kleine vertraging op en geeft complexe websites weer met korte wachttijden. De Raspberry Pi 5 is bij de browserbenchmark JetStream 2.1 echter 2,7 keer zo snel (136 in plaats van 50 punten).
Volgens de benchmark glmark2-es2-wayland is de 3D-GPU in de K3 ongeveer even snel als die van de BCM2712. De X100-kernen van de K3 rekenen aanzienlijk sneller dan die van de Raspberry Pi 4-chip BCM2711 (Cortex-A72), maar aanzienlijk langzamer dan die van de BCM2712 van de Raspberry Pi 5 (Cortex-A76).
De vier ARM-kernen in de BCM2712 draaien op dezelfde kloksnelheid van 2,4 GHz als de acht X100-kernen van de K3. Met Geekbench 6.7.1 haalt een enkele X100 (singlethreading) 346 punten – dat is 20 procent meer dan bij de BCM2711, maar 61 procent minder dan bij de BCM2712.
Omdat de K3 twee keer zoveel kernen heeft als de BCM2712, komt hij bij multithreading tot op 22 procent van die chip. Daarbij verbruikt de K3 aanzienlijk meer energie. Blijkbaar werken de energiebesparingsfuncties tot nu toe niet of slechts gedeeltelijk. In ieder geval verbruikt de AIBOX-K3 al in ruststand 12,5 watt – dat is onaanvaardbaar veel. Bij een Raspberry Pi 5 is dat 3,1 watt, bij een Mac mini M4 nog minder.
Ook de ventilator met drietrapsregeling maakt teveel lawaai. Zelfs in rustmodus is hij met 1,2 sone al een beetje irritant en hij schakelt bij lichte belasting al over naar de tweede versnelling met 4,5 sone.
Beide Gigabit-ethernetpoorten halen de verwachte snelheid. Op de USB 3.0-poorten haalden we maximaal iets minder dan 350 MB/s – vergelijkbaar met die van een Raspbeery Pi, maar zo’n 100 MB/s minder dan bij x86-computers.
Een SSD in het M.2-slot, die in het beste geval 3,5 GB/s haalt, leverde maximaal 1,74 GB/s – slechts ongeveer de helft van wat PCIe 3.0 x4 aankan. Veel andere singleboard-computers hebben echter nog een aanzienlijk tragere PCI Express.
Volgens SpacemiT verwerkt de K3 bij volledige RAM-bezetting passend gekwantiseerde AI-modellen met tot wel 30 miljard gewichten. In het forumgedeelte van de eigen website publiceert Firefly handleidingen voor het installeren van diverse AI-modellen en -tools onder Bianbu OS, bijvoorbeeld van llama.cpp in een SpacemiT-versie, Open-Claw, Hermes Agent en ook voor een cloudinterface naar Claude Code 2.1.112.
Dat hebben we niet getest, omdat die manier van gebruik waarschijnlijk maar voor weinig Europese kopers aantrekkelijk is.
Conclusie
De SpacemiT Keystone K3-processor is gericht op specifieke AI-toepassingen. Firefly beveelt de AIBOX-K3 ook nadrukkelijk aan als AI-workstation met Bianbu OS. We hebben hem echter vanuit een ander perspectief getest, namelijk hoe zijn RISC-V-CPU met RVA23-uitbreiding het doet onder Ubuntu.
Vergeleken met de tot nu toe verkrijgbare en betaalbare RISC-V-processors zet de K3 een grote stap vooruit. Hij is sneller dan de zeven jaar oude ARM-chip BCM2711 van de Raspberry Pi 4, en de prestaties zijn voldoende voor veel toepassingen. De 3D-versnelling werkt en er zijn veel interfaces beschikbaar.
Ondanks het dubbele aantal kernen rekent de K3 echter aanzienlijk langzamer dan de drie jaar oude Raspberry Pi 5 met ARM-kernen die acht jaar geleden werden aangekondigd. Snellere ARM-concurrenten zie je bij onze test van de Qualcomm Dragonwing-singleboard-computers, die ook de strijd aangingen met een Raspberry Pi 5.
Het grootste probleem van de K3 zit hem echter in de software. Die lijkt namelijk alsof iemand hem met een botte kettingzaag uit een ruwe boomstam gezaagd heeft. Dat staat in schril contrast met de marketinguitingen van Ubuntu-maker Canonical over een ‘naadloze integratie van het besturingssysteem’ via SpacemiT.
In de huidige staat is dit apparaat alleen aan te raden voor volhardende ontwikkelaars.
Firefly AIBOX-K3
Literatuur
[1] Christof Windeck en Daniel Dupré, Vooruitgang in RISC-V processortechnologie, c’t 8-9/2025, p.128
[2] Christof Windeck en Alieke van Sommeren, Orange Pi RV2, c’t 8-9/2025, p.27
(Christof Windeck en Noud van Kruysbergen)
Praat mee