L'Europa prepara i PC industriali RISC-V: la sfida a Intel, AMD e Arm

Un computer industriale deve continuare a funzionare per 10, 15 anni, talvolta anche di più. Deve controllare macchinari, gestire periferiche, rispondere agli eventi entro tempi prevedibili e mantenere un comportamento affidabile anche in condizioni ambientali difficili. Per decenni, le architetture x86 e Arm hanno rappresentato le principali soluzioni per soddisfare tali esigenze. Ora RISC-V punta a entrare nell’informatica industriale con un approccio differente: un’architettura aperta e una piattaforma software capace di funzionare su processori di produttori diversi.

È l’obiettivo di ERICI (European RISC-V Industrial Computing Initiative), iniziativa europea non commerciale avviata nel 2026 per favorire la realizzazione di computer industriali basati su RISC-V. Il progetto nasce da una constatazione: i processori compatibili con il profilo RVA23 (standard RISC-V che stabilisce quali istruzioni e funzionalità devono supportare i chip compatibili, per garantire che lo stesso software possa funzionare su hardware di produttori diversi) esistono già, ma manca ancora una piattaforma industriale completa che integri firmware, virtualizzazione, sistemi operativi e periferiche in una soluzione verificata.

La proposta arriva dopo un percorso tecnologico iniziato nel 2010 all’Università della California a Berkeley, proseguito con la costituzione della RISC-V Foundation nel 2015 e con la successiva nascita di RISC-V International, organizzazione con sede in Svizzera. Un passaggio decisivo risale all’ottobre 2024, quando RISC-V International ha ratificato il profilo RVA23, introducendo una base comune di funzionalità per processori a 64 bit destinati a eseguire sistemi operativi complessi.

Fonte dell’immagine: ERICI

Perché RISC-V non è ancora una vera alternativa per i PC industriali

Un computer destinato a controllare un impianto produttivo deve soddisfare requisiti assai diversi da quelli di un normale PC. Servono alimentazione affidabile, interfacce di comunicazione industriali, resistenza alle temperature, gestione dei guasti e software capace di rispettare vincoli temporali precisi.

Il problema riguarda soprattutto l’integrazione: un produttore può acquistare un SoC RISC-V, ma deve poi individuare firmware compatibili, strumenti di avvio, driver, sistemi operativi e soluzioni di isolamento che funzionino correttamente insieme.

ERICI propone quindi uno stack software industriale aperto, con interfacce documentate tra i diversi componenti e verifiche sull’hardware reale. Non si tratta di progettare un nuovo processore, ma di offrire una base comune sulla quale i costruttori possano sviluppare computer industriali senza ricostruire ogni volta l’intera infrastruttura.

Linux e real-time sullo stesso chip: come funziona ERICI

L’architettura proposta da ERICI prevede un hypervisor di partizionamento chiamato gRouvr, che assegna risorse hardware distinte ai sistemi operativi ospitati. Processori, memoria e dispositivi possono così appartenere a partizioni separate.

Una partizione esegue Linux, destinato all’interfaccia operatore, alla connettività e alle funzioni HMI (Human-Machine Interface); l’altra ospita QSOE, un ambiente operativo orientato al real-time, disponibile in diverse varianti.

Immaginiamo una macchina CNC (macchina a controllo numerico): Linux può gestire l’interfaccia grafica e la supervisione, mentre la partizione real-time controlla le operazioni che richiedono tempi di risposta prevedibili. L’obiettivo è evitare che un rallentamento dell’interfaccia utente interferisca con il controllo della macchina.

Come funziona ERICI: dall’avvio del sistema all’hardware RISC-V

Il progetto ERICI punta a semplificare l’avvio e la gestione dei sistemi operativi, utilizzando componenti open source come HFI BIOS, basato su U-Boot, e mr-bml, che si occupano rispettivamente dell’inizializzazione dell’hardware e del caricamento del software.

L’hypervisor gRouvr interviene successivamente per suddividere le risorse del computer tra Linux e il sistema real-time, mantenendo separati memoria, processori e periferiche assegnate.

Come riferimento hardware iniziale, ERICI utilizza il processore SpacemiT K3, dotato di 8 core RISC-V a 64 bit, frequenza fino a 2,4 GHz e supporto alla virtualizzazione.

Il chip è già presente in prodotti come Firefly AIBOX-K3 e Milk-V Jupiter2, che offrono fino a 32 GB di RAM e connettività avanzata.

La disponibilità dell’hardware non implica però che esistano già PC industriali pronti all’uso: mancano ancora garanzie sulla disponibilità dei componenti nel lungo periodo, certificazioni e verifiche di affidabilità richieste dalle applicazioni più critiche.

Al momento, ERICI ha dimostrato l’esecuzione congiunta di Linux e del sistema real-time QSOE/N su una scheda di sviluppo SpacemiT K3 PicoITX; il passaggio a prodotti industriali completi richiederà ulteriori attività di integrazione e validazione.

Indipendenza tecnologica europea: opportunità e limiti concreti

L’aspetto più interessante dell’iniziativa riguarda la possibilità di ridurre la dipendenza da un singolo fornitore.

Un produttore di macchine industriali potrebbe mantenere le applicazioni software e sostituire il processore con un altro RVA23, adattando firmware, hypervisor e driver. ISA aperta, però, non significa hardware interamente aperto: i primi SoC utilizzati provengono da produttori cinesi; disponibilità dei chip, documentazione delle periferiche, catena di fornitura e supporto tecnico continuano a rappresentare fattori determinanti.

ERICI stessa si trova ancora nella fase iniziale e invita aziende, sviluppatori e istituti di ricerca a contribuire: non è un consorzio che commercializza computer né un programma europeo di finanziamento pubblico.

Mostrare l’avvio simultaneo di Linux e di un sistema real-time rappresenta soltanto il primo passo. Prima dell’adozione nelle fabbriche serviranno misurazioni delle latenze, verifiche dell’isolamento, certificazioni quando richieste e impegni concreti sulla manutenzione.

Se riuscirà a superare tali ostacoli, ERICI potrebbe offrire ai produttori europei una terza possibilità accanto a x86 e Arm: non semplicemente un processore alternativo, ma un’architettura industriale documentata, modificabile e sostenibile nel lungo periodo.