【交易技术前沿】FPGA技术在沪深行情加速的应用

原冠军的:FPGA技术在沪深行情的用功



作者:郑继祥、张建国、张立生、王先平、李小波、余坚

(招商供免费入场券限定责任公司

摘要:

在供免费入场券买卖围绕,企图音讯换衣服神速,算清机遇候鸟,具有较低的推延、更快的适应,这目的我们的可以诱惹推销术和推销术的机遇和臀部。现场毕业舞会门阵列(省略 与经外传说的软件零碎相形,FPGA技术,可预测的超低推延,这项技术已覆盖于华尔街。、高频买卖等围绕明快。

招商供免费入场券境内供免费入场券公司,FPGA的技术成果高音部大出风头,因为FPGA的武器装备沪深行情零碎的使掉转船头。该零碎自吸引以后,通行了用户的高的认可。,真实买卖的陆续亚一百万分经过秒级行情服役。

本文首要绍介什么使掉转船头商厦的武器装备催促,它包含零碎的设计和使掉转船头、零碎的测比分与零碎的强可发展性,贫穷对FPGA技术的谈论和用功有所扶助,为显影剂供互插技术参照,形状良好的科学与技术生态球。

用铰链连接词:FPGA、上海、申哲二级、异构有木架的、行情吃水可作为根底的、全部手写的援用、Fin-lib、生态零碎

一、概述

低买卖推延的挑动

在供免费入场券买卖围绕,算清机遇候鸟,驳倒买卖推延是有从事金融活动买卖的胸部目的经过。。眼前,国际银产业的买卖系统主要地是A,买卖催促的瓶颈路段,无法满意的超低推延的买卖必要。和 从事金融活动科学与技术开展,杂多的算法事务、定量买卖的衰亡,银产业追求驳倒买卖推延的比赛在晋级,适合首要从事金融活动机构承认的胸部挑动经过。明亮的地最近几年中,顺序性买卖的概括运用,经外传说的软件技术或以软件为胸部的催促技术难以满意的一百万分经过秒级的实时处置和实时适应的请求。业界在追求安排低推延买卖零碎的receive 接纳。,因为GPU、FPGA武器装备的平行的催促技术曾经逐步进入,适合从事金融活动科学与技术围绕的激动的漂泊,它是华尔街的主流技术经过。

补充买卖推延正好什么催促财务音讯。FPGA具有武器装备设计功用、低功耗、低推延性质。因为RTL(登记簿) Transfer Level:登记簿使调动级的逻辑设计,可用户化的相通礼仪,如TCP/IP堆栈仓库、杂多的音讯编码和解码(如灵活的礼仪解码,使掉转船头音讯平行的和管道平行的,使掉转船头极低的零碎推延和极高的零碎满意的。

3月在上海和深圳高音部成用功FPGA技术

最近几年中,跟随国际从事金融活动行情的灵活的开展和扩张,迎合高机能的勤劳教训零碎、高可靠、高满意的、低推延开展方向。第三方从事金融活动科学与技术公司,接踵吸引了因为FPGA的合意的人,特别在向前产业,运用fpg开拓杂多的用功顺序,设想企图、买卖、风控等围绕,成效明亮的,为世纪年头FPGA的用功和开展供了参照。。

建造物选择招商供免费入场券远在2016年培养FPGA技术的用功,机构FPGA队,启动互插技术谈论和评价,评价打算已经过净不担保独自海损、OpenCL+RTL异构、RTL 软件同分异构现象等,终极因为从事金融活动和交易零碎的波动性、零碎可发展性、全部思索healt,选择RTL 软件的异构架构。

为什么选择FPGA技术催促MarkeFPGA队对沪深行情从买卖所将前置机VDE/MDGW至行情用功客户端的时延路举行辨析(见图1-1沪深供免费入场券买卖所行情推延示意图),眼前,业界运用软件来解码行情,供行情服役。这些行情解码服役有很大的推延,超越10手写本,行情解码软件的音讯处置产生能力限定,在行情看涨的市场的压力下,实时性甚至不这么有许诺。2017年FPGA队启动上海、申哲二级催促课题,用FPGA使掉转船头上海、深圳二级译码,同时使用C 软件和MATLAB作曲使工夫互相一致,为RTL暗号的波湾阴谋和优化组合供参照,上海供免费入场券买卖所灵活的解码引擎的终极使掉转船头,端到端处置推延补充到10一百万分经过秒以下(包含,取慢着明亮的的催促比分。

图1-1 沪深供免费入场券买卖所行情推延示意图

1000倍催促比分

国际供免费入场券产业FPGA技术贮存物的根本空白,招商供免费入场券武器装备行情系统开创安排CPU-FPGA,设计程度明亮的,FPGA的有效性。上海、深圳二级译码胸部算法的开拓,特别上海供免费入场券买卖所的步进灵活的译码算法,解码推延低至纳秒,同时使掉转船头净空处置产生能力。

开拓后武器装备企图零碎的继续优化组合,经过杂多的僵硬的的机能压力与实验有关的,回送推延不可10一百万分经过秒,机能起重机1000次。在C平台上采取全管道设计,使掉转船头了零碎的高产生量。,是流行的行情全天最高程度的100倍,轻易应对行情看涨的市场交通鞭挞。流行的主流行情服役零碎的实时与实验有关的对照,显示零碎均匀可以达成8 ~ 13手写本催促效应,特别面临上海供免费入场券买卖所复杂的灵活的编码成绩,它还显示了FPGA解码的难以对付的机能。。

并且,武器装备行情零碎还设计了一在附近的个人的简讯实时使工夫互相一致使调动零碎。,开拓高效的紧缩/泄压算法,驳倒上海与申哲私下的音讯使调动带宽,使上海、深圳的恣意结节享用超低推延行情服役。

行情音讯的吃水处置是零碎的要紧结合拆移。,在FPGA行情解码的根底曾经使掉转船头深市全部手写的援用服役,后续打算将供更多使加权的行情吃水可作为根底的服役。

二、上海、深圳行情的FPGA技术设计与使掉转船头

因为FPG的异构系统外形设计

安宁事情和发展必要,根本武器装备选择号码簿列举如下:

(1)100千兆以太网间期,行情原因、TCP行情推进、组播行情推进运动采取孤独间期。

(2)可用户化鞋头 IP,支撑物TCP、UDP、IGMP、ICMP、ARP、RARP完整仓库,TCP衔接数反正支撑物3个。

(3)PCIe Gen3X8,与Gen1/2/3能共处的。

(4)反正两个倾斜飞行 DDR,内存满意的不不可8G。

(5)反正两个倾斜飞行 QDR。

经外传说TCP /IP 礼仪因为CP Central Processing Unit,中央处置器单元) 器的软件,运用CPU 行进TCP /IP 礼仪栈处置,经历产生能力差、实力地位低的的错误,任务宽大CPU 资源,漂泊仓库面积,发作宽大的电力消费,使其具有本钱效益,碰撞机能,千兆以太网带宽资源使用不可。故所选的板卡运用万兆以太网口作为其教训使调动间期,支撑物TCP /IP 礼仪栈的TOE IP是流行的一在附近的个人的简讯密码。经过FPGA 使掉转船头TCP /IP 礼仪栈和以太网MA 监督,基本的属于主CP 这拆移任务由附加武器装备唤醒完成或结束。,补充CPU 的担子,放慢建立工作关系课程的产生能力,起重机零碎机能。零碎可发展性是零碎设计的用铰链连接经过。。从下到上可分为五个的逻辑等级,包含FPG的根本相通层、FPGA行情事情层、行情支撑层、主要的FPGA间期层和主要的支撑服役层,不隐瞒的等级间的设计和开拓中和线,上求助于和下模,用于喊叫较低或比得上荣誉模块的间期,上基层功用完整解耦,如图2-1所示。

图2-1 零碎架构块图

流行的,FPGA的根本相通使掉转船头了孤独的相通。,供明晰的功用边境和明晰的开拓间期。可以经过C在主要的端和FPGA端举行率直的呼叫。。

2.2 二级行情译码引擎

上海供免费入场券买卖所教训建立工作关系公司(省略“递交所”)于2016年体格子孙的低延时行情公布零碎LDDS,支撑物多种原因,低推延、大流量、易发展、高希求和另外性质,在更合适的的建立工作关系工作平台中,零碎的均匀推延不可。二级 行情系统因为灵活的技术规范、迎合专业覆盖者的子孙实时行情公布零碎。与经外传说的根本拉环相形,二级更实时,包含更多的价钱吃水、逐笔买卖、定货单和另外总数的教训等材料。下面是下面exchang的2级示例,行情解码引擎的使掉转船头。

递交所的LDDS以国际规范的从事金融活动教训换成礼仪(FIX/FAST)为根底,音讯使调动礼仪基础,基础我国供免费入场券行情音讯的性质此外Level-2行情材料的性质设计在供免费入场券行情音讯围绕具有新颖的算法。灵活的礼仪固执己见了fix protoco的可塑度,大规模的Margi紧缩行情音讯,十分提出了可作为根底的枯萎:枯萎。FAST零碎大幅补充Level-2行情所需的使调动带宽(不到原文的25%)和公布零碎的附加加重值于(补充到原文的10%)

因为上海证券交易所灵活的礼仪的错综复杂的状态,同时,基础RT的性质,设计平行的集、全传递途径高效灵活的解码引擎打算,如图2-2所示,形形色色的行情典型的译码平行的处置,基础实践用功补充范例化引擎的号码,经过PU使掉转船头高的的音讯解码。同时,fast的xml模板可以婚配,以回应换成的换衣服。

图2-2 上海供免费入场券买卖所灵活的译码引擎方块图

全部手写的援用

眼前产业1000级行情因为最新的3月2日程度,它可以溃原相当多的10级行情限度局限,深化展现在附近的个人的简讯有价钱的佣钱号码和项目,让用户更神志清醒的地布告在附近的个人的简讯证券佣钱的项目,它十分遵从的勘测长途电话通讯悬挂列表和填列表,理解证券行情的色泽。设想我们的运用顺序自动化来辨析和下列的证券价钱的换衣服,1000级行情将适合顺序化买卖的凶器。

武器装备行情零碎供吃水行情可作为根底的增长服役――全部手写的援用,即在使掉转船头千级拉环的根底上,用户可以用户化N论文行情和佣钱解释的详细教训。。客户在同时收到实时企图,支撑物全部手写的援用的订阅和接纳功用。

三、武器装备企图零碎与实验有关的果实

机能与实验有关的

FPGA内里处置推延不可micro的暗号掌子器辨析,属于运转工夫为n手写本的软件零碎,推延完整可以疏忽蔑视。

在开拓武器装备企图零碎的追逐中,婚配与实验有关的零碎的使工夫互相一致开拓,与实验有关的零碎首要包含仿照行情原因、回放行情原因及客户端自动化与实验有关的顺序结合。回放行情原因运用真实买卖所行情音讯论文举行克制速率的回放,改变形形色色的通入方法下的武器装备企图零碎、波动性和零碎满意的与实验有关的。

运用回放行情原因,将重播速率设置为软件limi,与实验有关的零碎处置产生能力,果实蠲,上海股市的峰值处置产生能力,深圳的峰值处置产生能力高达300万支。。相属于流行的(2019年1月)行情,武器装备企图零碎的处置产生能力是THA的100倍,足以周旋行情看涨的市场漂的碰撞。

在达成FPGA零碎的最大满意的先发制人,全部的零碎将不注意反压力。,零碎延时对照波动,这同样FPGA零碎的优点经过。,不注意CPU零碎调整成绩,上满意的内恣意流量,延时是经常地不变式的。。

实时行情提速比分相同的与实验有关的

买卖托管后武器装备企图零碎上部位,与实验有关的实时拉环的催促机能,在一台与实验有关的主要的上零件摆设FPGA行情客户端和流行的公司产生规范运用的软件行情客户端,两套零碎接入相同在附近的个人的简讯行情原因,以确保安博都在相同开动管在途中。在与实验有关的主要的上运转机能与实验有关的顺序,运转两个公用CPU的线会给接纳到的行情音讯累积而成工夫戳。,之后经过独自的研究线将音讯研究论文。如图3-1所示。终日的的音讯搜集(2018-11-20,在收盘后运转音讯辨析相同的顺序将两个零碎的行情音讯举行相同条行情音讯的婚配,通行两个零碎将相同在附近的个人的简讯行情推向T的工夫差,如此工夫差是相属于。

图3-1 实时行情提速与实验有关的示意图

实验总计果实:软件企图零碎,端到端处置推延约为13手写本(包含建立工作关系LA,武器装备企图零碎低至10一百万分经过秒,机能起重机1000次。

四、思索可缩放性

为大家所周知,RTL开拓,RTL设计的现存的能共处的性、可缩放性差的错误,当预安装功用开拓完成或结束时,当新必要或功用发作换衣服时,开拓与实验有关的圆将很长,响应地,我们的适宜思索到T架构达到目标零碎可伸缩性成绩。,适应行情换衣服和客户必要。

(1) 表层饰板支撑物上海、深圳双标

流行的沪深买卖所私下行情音讯不共享,零碎对上海市和上海市的响应买卖所的音讯举行处置。。思索上海、深圳行情吐艳共享的可能性性,在相同块板上设计,可同时可作为根底的上海和深圳,只需经过下层软件举行分配额,那就够了使掉转船头表层饰板支撑物上海、深圳双标,摈除修正FPG的RTL设计。

支撑物沪深行情优化组合使工夫互相一致,使用上海灵活的行情的高紧缩率,上海太难了哲无编码灵活的音讯的率直的使工夫互相一致,深圳FPGA译码,这可以更进一步的优化组合上海和SHE私下的使工夫互相一致推延。

(2) 因为异构的行情吃水可作为根底的服役

CPU-FPGA异构设计打算仍在Marke作曲中运用。,将复杂处置分人类主要的,必要催促的零件放在FPG上。。比如流行的的全部手写的援用服役是因为行情音讯的深可作为根底的服役,使用CPU使掉转船头行情音讯处置与计算,行进的全部手写的援用音讯经过FPGA供的低延时使调动关口将音讯推进运动于客户端,在许诺机能的同时,十分驳倒了管理的拮据和工夫。 to 上市工夫。

培养达到目标用户化关键计算服役将在。当CPU计算不期而遇瓶颈路段时,它将把计算亲近的的拆移融入到T的使掉转船头中。,优化组合零碎机能,同时,确保开拓人员的及时性。

五、FPGA技术用功的下一步尝试

经过武器装备企图零碎的运转和杂多的对照与实验有关的,批准了毕业舞会门阵列(FPGA)技术在国际半导体产业用功的有实行可能性。。行情课题试水成,提出对再在事务催促中用功FPGA的信念。FPGA技术的超低推延、净空满意的、在从事金融活动围绕,高波动性和另外优势将是很勘探的。,贫穷适合国际从事金融活动围绕的主流技术经过。

在课题开拓追逐中,理解FPGA RTL荣誉的开拓太异议了、门槛太高了、开拓圆太长,特别在灵活的换衣服的从事金融活动机关,开拓圆可能性确定课题的成败。。经过与智能工匠的深化沟通,设想软件开拓人员运用OpenCL技术开拓,这么Pro的实力,延长课题工夫 to 上市工夫。

OpenCL是异构零碎的第一在附近的个人的简讯平行的设计规范,是一在附近的个人的简讯一致的设计工作平台,软件开拓人员可以实用的地开拓异构的高机能。与经外传说的RTL设计诉讼程序相形,opencl是运用类C地位较高的设计使假释出狱设计的。,高的等级的设计茫然的,暗号的可重用性、可发展性将在RT上使掉转船头质的飞跃。。

在供免费入场券业的FPGA技术的开始,作为先锋,我们的去过很多深坑,走了很多绕路,深信不疑体格科学与技术生态球的要紧性,为了更进一步的用功机动性擀面板技术,打算工具以下管理:

(1) 运用Intel、赛最高级武器装备确定的吃水共同著作,将现存的武器装备企图零碎封装到根本BS中。

(2) 行情吃水可作为根底的互插增长事情算法运用OPENCL开拓。

(3) 运算Kernel经过IO-Channel的方法率直的运用FPGA武器装备行情,使掉转船头最低限度的时延。

(4) 第三方银产事情显影剂开拓事情M平台、批准和管理。

更多在附近的接近的动机,希冀在OpenCL和另外HIG中使掉转船头的事情模块、刻度台词件的计算、古怪的证券选项的固定价格计算、证券走势计算的用功,将产业排序的事情模块封装到fin-lib库中,使掉转船头与喊叫软件li相似的实用的。



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