【交易技术前沿】FPGA技术在沪深行情加速的应用

原第三档:FPGA技术在沪深资格的运用



作者:郑继祥、张建国、张立生、王先平、李小波、余坚

(招商保释金稍许地责任公司

摘要:

在保释金买卖围绕,提议履历更衣神速,获利机遇临时旅客,具有较低的推延、更快的回报或回复,这目的我们家可以诱惹失望和失望的机遇和所在地。现场毕业舞会门阵列(约分 与全体与会者的软件系统比拟,FPGA技术,可预测的超低推延,这项技术已使充满于华尔街。、高频买卖等围绕明快。

招商保释金境内保释金公司,FPGA的技术成果第一取得成,因为FPGA的武器装备沪深资格系统的成。该系统自挤出以后,接见了用户的高的认可。,真实买卖的延续亚一百万分经过秒级资格服侍。

本文次要绍介怎样成商厦的武器装备使有生机,它包罗系统的设计和成、系统的测印象与系统的强可伸出性,希望的事对FPGA技术的探索和运用有所帮忙,为开采者弥补相干技术咨询,形式良好的术语生态球。

调词:FPGA、上海、申哲二级、异构表达、资格吃水工艺淹没、全部手写的援用、Fin-lib、生态系统

一、概述

低买卖推延的应战

在保释金买卖围绕,获利机遇临时旅客,使还原买卖推延是一切财政买卖的核目的经过。。眼前,海内银买卖的买卖系统根本上是A,买卖使有生机的阻碍,无法表演超低推延的买卖资格。和 财政科学技术开展,杂多的算法事务、定量买卖的起来,银买卖追求使还原买卖推延的大事在晋级,变为次要财政机构对付的核应战经过。异常地晚近,顺序性买卖的捆绑运用,全体与会者的软件技术或以软件为核的使有生机技术难以表演一百万分经过秒级的实时处置和实时回报或回复的销路。业界在追求构筑低推延买卖系统的receive 接纳。,因为GPU、FPGA武器装备的相似物使有生机技术早已逐步进入,变为财政科学技术围绕的使兴奋随意移动,它是华尔街的主流技术经过。

缩减买卖推延不管怎样怎样使有生机财务履历。FPGA具有武器装备制作节目功用、低功耗、低推延表示特性的。因为RTL(注册) Transfer Level:注册运送级的逻辑制作节目,可定做的通讯一致,如TCP/IP堆栈退子弹、杂多的音讯编码和解码(如禁食一致解码,成履历相似物和管道相似物,成极低的系统推延和极高的系统心甘情愿的。

3月在上海和深圳第一成运用FPGA技术

晚近,跟随海内财政资格的禁食开展和扩张,面容高机能的工业界知识系统、高可靠、高心甘情愿的、低推延开展方向。第三方财政科学技术公司,接踵挤出了因为FPGA的商品,尤其在提前地买卖,运用fpg开采杂多的运用顺序,以防提议、买卖、风控等围绕,成效平淡无奇的,为世纪年头FPGA的运用和开展弥补了咨询。。

修建选择招商保释金远在2016年布局FPGA技术的运用,有组织的FPGA组,启动相干技术探索和评价,评价体系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,终极因为财政和生意系统的波动性、系统可伸出性、配药思索healt,选择RTL 软件的异构架构。

为什么选择FPGA技术使有生机MarkeFPGA组对沪深行情从买卖所介词机VDE/MDGW至行情运用客户端的时延途径停止剖析(见图1-1沪深保释金买卖所资格推延示意图),眼前,业界运用软件来解码资格,弥补资格服侍。这些资格解码服侍有很大的推延,超越10手写本,资格解码软件的履历处置容量稍许地,在行情看涨的市场的压力下,实时性甚至不这么有担保获得。2017年FPGA组启动上海、申哲二级使有生机展现,用FPGA成上海、深圳二级译码,同时应用C 软件和MATLAB作文同时存在的,为RTL法典的编辑和最佳化弥补咨询,上海保释金买卖所禁食解码引擎的终极成,端到端处置推延缩减到10一百万分经过秒以下(包罗,取等等平淡无奇的的使有生机印象。

图1-1 沪深保释金买卖所资格推延示意图

1000倍使有生机印象

海内保释金买卖FPGA技术使入蜂箱的根本空白,招商保释金武器装备资格系统改革排列CPU-FPGA,设计程度平淡无奇的,FPGA的有效性。上海、深圳二级译码核算法的开采,尤其上海保释金买卖所的步进禁食译码算法,解码推延低至纳秒,同时成干舷处置容量。

开采后武器装备提议系统的继续最佳化,经过杂多的严厉的机能压力受测验,回送推延决不10一百万分经过秒,机能提出1000次。在C平台上采取全管道设计,成了系统的高流率。,是瞄准资格全天最高程度的100倍,轻易应对行情看涨的市场交通讽刺。瞄准主流资格服侍系统的实时受测验构成,显示系统分摊可以积累到8 ~ 13手写本使有生机效应,尤其面临上海保释金买卖所复杂的禁食编码成绩,它还显示了FPGA解码的壮大机能。。

此外,武器装备资格系统还设计了第一实时同时存在的运送系统。,开采高效的紧缩/泄压算法,使还原上海与申哲经过的履历运送带宽,使上海、深圳的恣意杂种的享用超低推延资格服侍。

资格履历的吃水处置是系统的要紧结合面积。,在FPGA行情解码的根底早已成深市全部手写的援用服侍,后续方案将弥补更多权重的资格吃水工艺淹没服侍。

二、上海、深圳资格的FPGA技术设计与成

因为FPG的异构系统外形设计

感兴趣事情和伸出资格,根本武器装备选择指导的如次:

(1)100千兆以太网相互作用,资格正方形、TCP资格推进、组播资格推进运动采取孤独相互作用。

(2)可定做鞋头 IP,遭受TCP、UDP、IGMP、ICMP、ARP、RARP完整退子弹,TCP衔接数无论如何遭受3个。

(3)PCIe Gen3X8,与Gen1/2/3相容的。

(4)无论如何两个存款 DDR,内存心甘情愿的不决不8G。

(5)无论如何两个存款 QDR。

全体与会者TCP /IP 一致因为CP Central Processing Unit,中央处置器单元) 器的软件,运用CPU 大发牢骚TCP /IP 一致栈处置,歇歇气容量差、效能谦卑地的缺陷,受雇丰盛的CPU 资源,变化无常的仓库面积,产生丰盛的的电力消费,使其具有本钱效益,支配机能,千兆以太网带宽资源应用缺乏。故所选的板卡运用万兆以太网口作为其知识运送相互作用,遭受TCP /IP 一致栈的TOE IP是胸怀的第一主要的。经过FPGA 成TCP /IP 一致栈和以太网MA 监控,填装属于主CP 这面积任务由附加武器装备电流取得。,缩减CPU 的担负,放慢网进化的容量,提出系统机能。系统可伸出性是系统设计的调经过。。从下到上可分为五逻辑等级,包罗FPG的根本通讯层、FPGA资格事情层、行情实行层、熟练FPGA相互作用层和熟练实行服侍层,详述的等级间的设计和开采水果,上依靠和下模,用于命令较低或俱军衔模块的相互作用,上子层功用完整解耦,如图2-1所示。

图2-1 系统架构块图

胸怀的,FPGA的根本通讯成了孤独的通讯。,弥补变清澈的功用限度局限和变清澈的开采相互作用。可以经过C在熟练端和FPGA端停止直截了当地呼叫。。

2.2 二级资格译码引擎

上海保释金买卖所知识网公司(约分“上缴所”)于2016年构成子孙的低延迟行情公布系统LDDS,遭受多种正方形,低推延、大流量、易伸出、高希求和剩余部分表示特性的,在较好的的网使处于某种特定的情况之下中,系统的分摊推延决不。二级 资格系统因为禁食技术基准、面容专业使充满者的子孙实时行情公布系统。与全体与会者的根本制表比拟,二级更实时,包罗更多的价钱吃水、逐笔买卖、定单和剩余部分价值高过的知识等满意的。下面是下面exchang的2级示例,资格解码引擎的成。

上缴所的LDDS以国际基准的财政知识交流一致(FIX/FAST)为根底,履历运送一致按照,按照我国保释金资格履历的表示特性的随着Level-2行情满意的的表示特性的设计在保释金资格履历围绕具有独到之处的算法。禁食一致供养了fix protoco的柔度,详细地Margi紧缩资格履历,大大地加强了工艺淹没急行。FAST系统大幅缩减Level-2行情所需的运送带宽(不到终于的25%)和公布系统的指控(缩减到终于的10%)

此中上海的股本交易所禁食一致的错综复杂的状态,同时,按照RT的表示特性的,设计相似物集、全流线高效禁食解码引擎体系,如图2-2所示,辨别资格典型的译码相似物处置,按照现实运用增进情况化引擎的全部效果,经过PU成高高的的履历解码。同时,fast的xml模板可以婚配,以回应交流的更衣。

图2-2 上海保释金买卖所禁食译码引擎方块图

全部手写的援用

眼前买卖1000级资格因为最新的3月2日程度,它可以打破原有些人10级资格限度局限,深化暴露人事栏一切价钱的佣钱全部效果和一项,让用户更卓越的地见人事栏的股本佣钱的一项,它例外的一致的守候长途电话通讯悬挂列表和装满列表,理解的股本资格的情景。以防我们家运用顺序自动化来剖析和其次的的股本价钱的更衣,1000级资格将变为顺序化买卖的凶器。

武器装备行情系统弥补吃水行情工艺淹没净增值服侍――全部手写的援用,即在成千级制表的根底上,用户可以定做N公文资格和佣钱理由的详细知识。。客户在一起收到实时提议,遭受全部手写的援用的订阅和接纳功用。

三、武器装备提议系统受测验水果

机能受测验

FPGA胸怀处置推延决不micro的枪龙头器剖析,朝一个方向的运转时期为n手写本的软件系统,推延完整可以疏忽不顾。

在开采武器装备提议系统的加工中,婚配受测验系统的同时存在的开采,受测验系统次要包罗仿照资格正方形、回放资格正方形及客户端自动化受测验顺序结合。回放资格正方形运用真实买卖所行情履历公文停止控制速率的回放,改良辨别通入方法下的武器装备提议系统、波动性和系统心甘情愿的受测验。

运用回放资格正方形,将播放时间速率设置为软件limi,受测验系统处置容量,水果标明,上海股市的峰值处置容量,深圳的峰值处置容量高达300万支。。相朝一个方向的瞄准(2019年1月)资格,武器装备提议系统的处置容量是THA的100倍,足以周旋行情看涨的市场漂的支配。

在积累到FPGA系统的最大心甘情愿的在前方,完全系统将不注意反压力。,系统延时构成波动,这亦FPGA系统的优点经过。,不注意CPU系统调整成绩,上心甘情愿的内恣意流量,延时是紧握不变式的。。

实时行情提速印象权衡受测验

买卖托管后武器装备提议系统上部位,受测验实时制表的使有生机机能,在一台受测验熟练上地区摆设FPGA行情客户端和瞄准公司消费定期地运用的软件行情客户端,两套系统接入同第一资格正方形,以确保安博都在同样的人起锚管巡回演出。在受测验熟练上运转机能受测验顺序,运转两个公用CPU的线索会给接纳到的资格履历补充时期戳。,继经过独自的写作线索将履历写作公文。如图3-1所示。整天的的履历搜集(2018-11-20,在收盘后运转履历剖析权衡顺序将两个系统的行情履历停止同样的人条行情履历的婚配,接见两个系统将同第一资格推向T的时期差,这事时期差是相朝一个方向的。

图3-1 实时行情提速受测验示意图

实验数数水果:软件提议系统,端到端处置推延约为13手写本(包罗网LA,武器装备提议系统低至10一百万分经过秒,机能提出1000次。

四、思索可缩放性

为大家所周知,RTL开采,RTL设计的现存的相容的性、可缩放性差的缺陷,当预安装功用开采取得时,当新资格或功用产生更衣时,开采受测验循环将很长,终于,我们家必须做的事思索到T架构射中靶子系统可伸缩性成绩。,回报或回复资格更衣和客户资格。

(1) 粉饰遭受上海、深圳双标

瞄准沪深买卖所经过行情履历不共享,系统对上海市和上海市的确切的买卖所的履历停止处置。。思索上海、深圳资格吐艳共享的可能性性,在同样的人块板上设计,可同时工艺淹没上海和深圳,只需经过下层软件停止有效地利用,那就够了成粉饰遭受上海、深圳双标,离修正FPG的RTL设计。

遭受沪深资格,最佳化同时存在的,应用上海禁食资格的高紧缩率,上海太难了哲无编码禁食履历的直截了当地同时存在的,深圳FPGA译码,这可以更进一步最佳化上海和SHE经过的同时存在的推延。

(2) 因为异构的资格吃水工艺淹没服侍

CPU-FPGA异构设计体系仍在Marke作文中运用。,将复杂处置分限量供应熟练,必要使有生机的零件放在FPG上。。譬如瞄准的全部手写的援用服侍是因为行情履历的深工艺淹没服侍,应用CPU成资格履历处置与计算,大发牢骚的全部手写的援用履历经过FPGA弥补的低延迟运送通行将履历推进运动于客户端,在担保获得机能的同时,大大地使还原了伪造的拮据和时期。 to 上市时期。

布局射中靶子定做指数计算服侍将在。当CPU计算遭遇阻碍时,它将把计算愚钝的的面积融入到T的成中。,最佳化系统机能,同时,确保开采人员的及时性。

五、FPGA技术运用的下一步尝试

经过武器装备提议系统的运转和杂多的构成受测验,使有法律效力了毕业舞会门阵列(FPGA)技术在海内半导体买卖运用的有实行可能性。。资格展现试水成,加强对再在事务使有生机中运用FPGA的积极性。FPGA技术的超低推延、干舷心甘情愿的、在财政围绕,高波动性和剩余部分优势将是很许诺的。,希望的事变为海内财政围绕的主流技术经过。

在展现开采加工中,理解FPGA RTL军衔的开采太烦恼了、门槛太高了、开采循环太长,尤其在禁食更衣的财政机关,开采循环可能性确定展现的成败。。经过与智能技工的深化沟通,以防软件开采人员运用OpenCL技术开采,这么Pro的效能,延长展现时期 to 上市时期。

OpenCL是异构系统的第第一相似物制作节目基准,是第一一致的制作节目使处于某种特定的情况之下,软件开采人员可以出恭地开采异构的高机能。与全体与会者的RTL设计淹没比拟,opencl是运用类C资历较深的制作节目假释设计的。,高高的等级的设计抽象的,法典的可重用性、可伸出性将在RT上成质的飞跃。。

在保释金业的FPGA技术的前期,作为先锋,我们家去过很多深坑,走了很多绕道,深信不疑构成术语生态球的要紧性,为了更进一步运用伸缩性案板技术,方案表演以下伪造:

(1) 运用Intel、赛衰退武器装备坚定的吃水结合,将现存的武器装备提议系统封装到根本BS中。

(2) 资格吃水工艺淹没相干净增值事情算法运用OPENCL开采。

(3) 运算Kernel经过IO-Channel的方法直截了当地运用FPGA武器装备行情,成最底下的的时延。

(4) 第三方银买卖务开采者开采事情M平台、使有法律效力和伪造。

更多发生着的紧接在后的的胚胎,希望的东西在OpenCL和剩余部分HIG中成的事情模块、刻度身材件的计算、单一的的股本调动球员的限定价格计算、的股本走势计算的运用,将买卖广大地域的事情模块封装到fin-lib库中,成与命令软件li同样的出恭。



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