量化交易软件如何实现高频交易

   A股市场的投资者必须通过证券公司交易柜台链接交易所，即交易订单从客户策略服务器发至证券公司交易柜台（比如中金财富证券、中信证券、国信证券等），交易柜台内部处理完后发往交易所（沪市、深市和北交所），交易所确认报单后再发送回交易柜台。在这整个过程中的交易延时，报单发送交易所和回报返回至策略服务器的链路是一致的。就给大家简单分析一下高频量化交易的市场技术层面。

   在一般互联网应用中，用户对于延时在1秒内基本上不会有太大的敏感，而在高频量化交易场所，对于时延却极其敏感，因为在这种业务中，时间就是金钱，先出价的人先成交。如果一家量化交易公司哪怕比竞争对手多1ms的延时，意味着会损失很多钱。在高频量化交易市场，可以见到网络架构中几乎是全球的低延时网络架构了。下面我们就来了解一下某券商的低延时网络架构，具体是在全链路的哪些环节进行了优化，才能使得交易速度得到如此大的tisheng？

    1、使用FPGA极速行情

   在高频量化交易中，大量地采用了FPGA编程计算，FPGA相比GPU的核心优势在于低延迟。所有数据均不需要跨越PCIE总线，在FPGA的数据传输不需要进行多次数据拷贝，其加速效果甚至可以达到CPU的10~100倍。使用FPGA还有可能实现TCP、IP、epoll等机制，甚至还包括业务逻辑处理，这样可以把系统延时做到百纳秒级别，甚至几十纳秒。

   深圳现货市场的全链交易时延为2.8ms，华锐柜台穿透时延上行：34μs，下行：12μs；深圳两融的全链交易时延为2.9ms，华锐柜台穿透时延上行：55μs，下行：14μs。

   上海现货市场的全链交易时延为30.4ms，华锐柜台穿透时延上行：43μs，下行：13μs；上海两融的全链交易时延为30.6ms,华锐柜台穿透时延上行：83μs，下行：15μs。接收上证逐笔行情比之前快大约1ms。

   并且升级了FPGA板卡，不再联动重启客户系统行情端口，SF网卡假死的概率明显降低，客户机器自动检查网卡状态，如发现异常自动修复。

    2、升级行情网关系统

   网关是指放置在券商处，用于连接券商与交易所系统的软硬件设施。券商可使用多个网关进行报盘，但不允许使用他人的网关报盘。券商可根据需要将下属交易单元配置到网关上，多个交易单元可以配置在一个网关上，一个交易单元也可以配置在多个网关上。交易所通过网关对券商的报盘流速进行总量控制，当实际报盘速率到网关的流速限制值时，节流功能开启，超过限制值的报盘将被推延至下一时段传送。券商可根据需要申请对网关的报盘流速进行设定，深交所规定每份标准流速为50笔/秒，配置到网关上的流速必须是标准流速的整数倍，目前单个网关支持的大流速为1000笔/秒。

   目前我所在的证券公司已经上架了5.8GHz超频机，部署行情网关，深圳网关穿透效率tisheng约30%，快照穿透降低30us，逐笔穿透降低10us。上海网关穿透效率tisheng约50%，快照穿透降低20us，逐笔穿透降低40us。

    3、支持硬解码行情

   基于硬解码的行情比软解码的速度更快，深圳FPGA硬件解码穿透时延快照：100ns，逐笔：500ns；上海FPGA硬件解码穿透时延快照：500ns，逐笔：500ns；对于券商来说，使用硬解码行情的话，需要客户自己购买物理机和FPGA板卡。

    4、优化报盘组

   上海节点现货和两融上线报盘组优化，使用背景liuliang方案优化稀疏单，后续使用流水线优化脉冲单。

    5、优化网络线路

   切换金桥数据中心与南方数据中心超低延时线路传输跨市场行情，传输效率tisheng39%。就近部署是简单有效的方法，链路上传输比较耗时那就直接把链路降低的短一些，很多交易中心都在交易所附近租服务器，比如深交所传送到南方数据中心，而在上交所附近设置中金唐镇机房，数据传送到金桥数据中心，金桥数据中心与中金唐镇机房双向时延约50μs。

   还有就是跨地区的话，通过独占的物理线连接，这样就可以用短的物理线路，也不用受公网传输数据的干扰，稳定性和安全性也更好，这个在国内用的还是比较多的。

    6、优化交换机

   优化极速行情转发源服务器接入速度，行情转发接入时延从50ns降低到5ns。优化极速行情物理布线，tisheng数据中心现场操作效率，从而缩短交付时间。合理分配低延时交换机资源，为对时延为敏感的客户，提供顶配交换机资源。扩容行情交换机，使接入容量增加了70%。