Arquitetura de um sistema de negociação de alta frequência

Negociação de baixa latência ☆
Destaques.
Desenvolvemos uma nova medida de negociação de alta freqüência.
Nossa análise empírica sugere que o HFT é benéfico para a qualidade do mercado.
Nossa medida é altamente correlacionada com medidas construídas a partir do conjunto de dados NASDAQ HFT.
Definimos a atividade de baixa latência como estratégias que respondem a eventos de mercado no ambiente de milissegundos, a marca registrada da negociação proprietária por operadores de alta frequência, embora também possa incluir outras atividades algorítmicas. Propomos uma nova medida de atividade de baixa latência para investigar o impacto da negociação de alta freqüência no ambiente de mercado. Nossa medida é altamente correlacionada com as estimativas de negociação de alta frequência construídas pelo NASDAQ, mas pode ser calculada a partir de dados de mensagens amplamente disponíveis. Usamos essa medida para estudar como a atividade de baixa latência afeta a qualidade do mercado, tanto durante as condições normais de mercado como durante o período de declínio dos preços e maior incerteza econômica. Nossa análise sugere que o aumento da atividade de baixa latência melhora as medidas tradicionais da qualidade do mercado - diminuição dos spreads, aumento da profundidade exibida no livro de pedidos limite e redução da volatilidade de curto prazo. Nossos resultados sugerem que, dada a atual estrutura de mercado para as ações dos EUA, o aumento da atividade de baixa latência não precisa funcionar em detrimento dos investidores de longo prazo.
Classificação JEL.
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Agradecemos os comentários de Tarun Chordia (o editor), Charles Jones, Andrew Karolyi, Albert Menkveld, Ciamac Moallemi, Maureen O'Hara, Harvey Westbrook, um árbitro anônimo e participantes do seminário (ou conferência) na Chicago Quantitative Alliance / Sociedade de Analistas Quantitativos, a Conferência sobre Questões Atuais em Regulação Financeira (Universidade de Notre Dame), Cornell's Johnson School, Cornell Financial Engineering Manhattan, o CREATES Market Microstructure Symposium (Aarhus), a Universidade Erasmus, ESSEC Business School, Humbolt University, o Investimento Organização Reguladora do Indústria do Canadá / Escola DeGroote, Reunião do Grupo Nacional de Pesquisas Econômicas da Microstrução do Mercado, Universidade de Nova York, Rutgers Business School, SAC Capital, Universidade de Toronto, as reuniões da Western Finance Association e o Grupo Consultivo de Estatísticas da Federação Mundial de Intercâmbios . AVISO DE RESPONSABILIDADE: Esta pesquisa não foi especificamente suportada ou financiada por nenhuma organização. Durante o período em que essa pesquisa foi desenvolvida, Joel Hasbrouck ensinou (para compensação) no programa de treinamento de uma empresa que se envolve em negociação de alta freqüência e atuou como membro (não remunerado) de um comitê consultivo da CFTC sobre comércio de alta freqüência . Gideon Saar é membro (não remunerado) do Comitê Consultivo Econômico da FINRA. Este artigo usa dados do NASDAQ OMX ITCH que geralmente estão disponíveis por assinatura paga aos praticantes, mas geralmente são disponibilizados gratuitamente para acadêmicos. Uma seção deste artigo também usa dados sobre o comércio de alta freqüência geralmente fornecido aos acadêmicos sem nenhum custo pelo NASDAQ OMX.

Arquitetura de um sistema de negociação de alta frequência
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Um novo design de arquitetura e controle para múltiplas microrredes com conexão híbrida AC / DC.
Destaques.
Propõe uma interface avançada de microrrede com base no MMC e no sistema de armazenamento de energia para várias microrredes.
Propõe uma nova arquitetura para múltiplas microrredes com conexão híbrida AC / DC.
Propõe esquemas de controle diferentes para várias microrredes sob várias condições de operação.
A integração em larga escala de energias renováveis ​​distribuídas em múltiplas microrredes é melhorada.
O uso ideal de geradores distribuídos em múltiplas microrredes é realizado.
Microgrid fornece uma abordagem eficaz para utilizar energias renováveis ​​distribuídas (DREs). Dada a transformação contínua do sistema de distribuição com alta penetração de DREs, a coordenação e o consumo de uma grande quantidade de geradores distribuídos (DGs) em uma única microrrede se tornaram cada vez mais inviáveis. A interconexão de múltiplas microrredes como um cluster de microrredes é uma maneira eficaz de melhorar a qualidade da operação da integração de DG em larga escala. Como chaves para os clusters de microrredes, as configurações flexíveis e a operação coordenada entre as múltiplas microrredes não foram adequadamente abordadas. Para resolver esse problema, uma nova arquitetura para múltiplas microrredes e seus esquemas de controle coordenados são projetados. Em primeiro lugar, a interface avançada da microrrede denominada unidade híbrida de acoplamento comum (HUCC) é projetada e utilizada em substituição ao ponto convencional de acoplamento comum (PCC). O HUCC emprega o conversor multinível modular (MMC) como seu componente principal e fornece as interfaces AC e DC. Em seguida, este documento apresenta uma arquitetura baseada em HUCC para várias microrredes nas quais as microrredes são conectadas à rede por meio das interfaces CA e interconectadas por meio das interfaces DC. Com base na arquitetura proposta, esquemas de controle coordenados sob diferentes cenários de operação são finalmente apresentados. Um estudo de caso das múltiplas microrredes baseadas em HUCC é realizado em PSCAD / EMTDC com base no projeto de demonstração em Guangxi, China. Os resultados da simulação mostram que as microrredes interconectadas com os esquemas de arquitetura e controle propostos operam de forma eficaz e eficiente sob diferentes cenários de operação. A arquitetura e os esquemas de controle propostos não só melhoram a integração em grande escala dos DREs, como também realizam o uso otimizado de DGs.
Resumo gráfico.
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Sistema de Satélite Avançado de Alta Frequência Extremamente Alta (AEHF).
Data de lançamento.
Fabricante.
Vida útil.
Veículo de lançamento.
Lançar Missa.
O primeiro AEHF (USA-214) foi lançado com sucesso em agosto de 2010.
As cargas para as comunicações AEHF SHF e EHF foram fornecidas pela Northrop Grumman Aerospace Systems. Imagem cortesia de Lockheed Martin.
O segundo satélite AEHF foi lançado a bordo do veículo de configuração do Veículo de Lançamento Evolutivo Evolutivo (EELV) 531, em maio de 2012. Imagem cortesia da Lockheed Martin.
O sistema AEHF é operado pelo Comando Espacial da Força Aérea dos EUA. Imagem cortesia de Lockheed Martin.
O satélite Advanced Extremely High Frequency (AEHF) foi lançado da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral.
O sistema Advanced Extremely High-Frequency (AEHF) é uma série de quatro satélites de comunicações militares planejados para substituir o sistema Milstar atualmente em órbita. Ele fornecerá recursos de uplink / crosslink de faixa de frequência extremamente alta (EHF) e comunicações de alcance de super alta frequência (SHF).
O AEHF faz parte do grupo de comunicações por satélite protegidas (SATCOM) da Military Satellite Communications Systems Wing. É operado pelo Comando Espacial da Força Aérea dos EUA.
A principal função da nave espacial AEHF em órbitas geoestacionárias será fornecer comunicações por satélite seguras, capazes de sobreviver e quase em todo o mundo. Fornecerá comunicações militares e servirá conjuntamente forças armadas dos Estados Unidos e parceiros internacionais & # 8211; incluindo os Países Baixos, o Reino Unido e o Canadá. Os satélites serão mais resistentes a congestionamentos, seguros, protegidos e protegidos, oferecendo comunicações globais para ativos marítimos, terrestres e da força aérea.
O programa AEHF foi iniciado em 1999 e o desenvolvimento começou em 2001. O primeiro satélite, AEHF-1, foi programado para ser lançado em 2007. No entanto, foi adiado devido a dificuldades, como requisitos chave de criptografia.
Foi finalmente lançado em agosto de 2010 a partir do veículo de lançamento Atlas V. O segundo satélite, o AEHF-2, foi lançado em maio de 2012. Dois outros satélites AEHF (quinto e sexto) também foram contratados.
O AEHF permitirá a realização de um amplo espectro de missões, como operações estratégicas nucleares e de defesa, operações especiais, defesa antimísseis de teatro, operações espaciais e inteligência.
Capacidades operacionais do sistema de satélites da USAF.
Os satélites AEHF são projetados com base no barramento de satélite A2100 e são alimentados por propulsão elétrica propulsora de corrente. Os propulsores controlam a excentricidade orbital do satélite durante o seu reposicionamento. O satélite tem uma massa de 6.168 kg no lançamento.
As capacidades do AEHF foram melhoradas em relação ao sistema de satélite Milstar, assim como a arquitetura MILSATCOM. A taxa de transferência do AEHF será dez vezes maior que a dos satélites Milstar. AEHF também aumentou substancialmente a área de cobertura, fornecendo conectividade através de guerra de missão naval, aérea e terrestre.
O sistema AEHF consiste em satélites no espaço, terminais de usuário e controle de missão no solo e sistemas de rede de comunicação associados. Os quatro satélites serão ligados para formar uma constelação. Eles fornecerão cobertura contínua de 65º sul a 65º latitude norte durante 24 horas por dia.
O segmento de controle de missão consiste em estações de controle móveis e fixas e é altamente permeável. Ele lida com os satélites em órbita, monitora a saúde dos satélites e fornece monitoramento e planejamento das operações.
O segmento terminal é uma rede de terminais fixos e terrestres móveis, aéreos, navios e submarinos e outros terminais de todos os parceiros internacionais. Apenas o terminal da força aérea e os segmentos espacial e espacial serão adquiridos pela SATCOM. Esses três segmentos permitem a comunicação e a transferência de dados em taxas especificadas que variam de 75 a cerca de 8 Mbps.
Cargas dos satélites Advanced Extremely High-Frequency.
A carga útil anti-jam do satélite de comunicação AEHF inclui o processamento de sinal a bordo, equipamento de radiofrequência, antenas de comunicação EHF / SHF em cruz, software de roteamento e controle e hardware integrante do veículo espacial A2100.
Consiste em duas antenas de uplink / downlink, duas matrizes faseadas de downlink SHF, duas reticulações, um array de fases EHF de uplink, chifres de cobertura de terra de downlink / downlink e seis antenas de prato com e sem uplink.
A carga útil controla as funções de downlink e crosslink SHF, uplinks de EHF, formação de vigas e anulação onboard. Também controla o processamento do sinal, o tempo e a frequência para taxas de operação de dados extremamente altas, médias e baixas.
A constelação AEHF é mais eficiente e capaz que os cinco satélites Milstar em órbita atuais. Processamento em órbita e redes reconfiguráveis ​​permitem interoperabilidade e requisitos dinâmicos de comando e controle. Os feixes de antena do satélite são dirigíveis eletronicamente e os mapeamentos podem ser feitos de canal a feixe para atingir a capacidade de transmissão necessária. Os satélites podem ser reticulados para permitir comunicações em todo o mundo a partir de diferentes gateways terrestres.
As vantagens do sistema de comunicação tático incluem terminais pequenos e móveis, roteamento dinâmico e baixa probabilidade de detecção. Ele fornecerá comunicações militares táticas, incluindo mapas e vídeos em tempo real do campo de batalha. Os satélites também oferecerão outras comunicações críticas resistentes, suportáveis ​​e protegidas. O sistema também deve lidar com ameaças cibernéticas.
Lançamento dos satélites de comunicação militar.
A United Launch Alliance (ULA) lançou com sucesso a primeira espaçonave AEHF do Complexo de Lançamento Espacial 41 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, em agosto de 2010.
O satélite foi lançado usando o transportador Atlas V 531 sob o nome de projeto USA-214 (AEHF SV-1). O satélite foi implantado na órbita de transferência geossíncrona. As duas primeiras tentativas de lançamento foram, no entanto, malsucedidas devido ao mau funcionamento do motor do motor do apogeu líquido.
O segundo AEHF foi lançado a partir da base a bordo de um Veículo de Lançamento Evolutivo Evolutivo (EELV) 531, em maio de 2012. Um motor RD Amross RD-180 acionou o Atlas Booster.
O estágio superior do Centaur foi alimentado por um Pratt & amp; Motor Whitney Rocketdyne RL10A. Foi lançado com sucesso na segunda tentativa após o primeiro ter falhado por causa de uma condição de sobretemperatura na purga do Centaur Interstage Adapter.
Espera-se que o AEHF-3 seja lançado em setembro de 2013. O quarto satélite está atualmente em construção. O suprimento de componentes de longo prazo também foi iniciado para o quarto e quinto satélites.
Empreiteiros para o programa de constelação AEHF dos EUA.
A Lockheed Martin Space Systems é responsável pelos segmentos espacial e espacial dos quatro satélites AEHF, incluindo controles de missão e integração de sistemas. A Northrop Grumman Aerospace Systems é o fornecedor de carga útil.
A Ala Militar de Sistemas de Comunicações por Satélite da Força Aérea dos EUA no Centro de Sistemas de Espaço e Mísseis, na Base da Força Aérea de Los Angeles, na Califórnia, é o líder do projeto.
A Vanguard Space Technologies foi subcontratada para fabricar e testar duas estruturas de ônibus espaciais dos satélites.
Setor de Defesa dos EUA & # 8211; Oportunidade de mercado & amp; Estratégia de Entrada, Análises e Previsões para 2015.
Análises detalhadas e previsões do mercado de defesa dos EUA estão disponíveis em nossa plataforma de informações comerciais, a Strategic Defence Intelligence. Para mais informações, clique aqui ou entre em contato conosco: EMEA: +44 20 7936 6783; Américas: +1 415 439 4914; Ásia-Pacífico: +61 2 9947 9709 ou via e-mail.
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XENON eXtreme High Frequency Trading Servers.
Melbourne, 17 de abril de 2015 - O XENON possui um sólido historial no fornecimento de soluções inovadoras de servidor de alta freqüência (HFT) para empresas líderes em mercados financeiros globais. Testado e testado com sucesso nos laboratórios XENON, a linha de servidor eXtreme HFT agora se encontrou e corresponde às condições de HFT do mundo real para pagar clientes em toda a Austrália, Ásia e América.
Os servidores eXtreme HFT da XENON oferecem um nível de latência superior a 30% menor do que os servidores padrão disponíveis no mercado, proporcionando uma vantagem competitiva a seus clientes em um setor que é executado com retornos reduzidos e de alta produtividade.
Essas soluções de servidores são:
Projetado especificamente para negociação de baixa latência e isso é conseguido selecionando os melhores componentes da raça Projetado para o máximo desempenho devido à CPU e aos processadores e memória com segurança sobrecarregados. Testado extensivamente por durabilidade para garantir um tempo de operação 24 x 7. Uma arquitetura escalável com desempenho previsível que se ajusta para atender aos requisitos de negócios. Equipado para suportar períodos extremamente voláteis de atividade de mercado sem perda. Apoiado pelo Suporte de Garantia Global 24x7 Onsite.
Além disso, a gama de servidores eXtreme HFT também representa o primeiro em um pedigree de servidores HFT de baixa latência, que serão lançados para o mercado pela XENON. Novas adições à família de servidores eXtreme HFT oferecerão mais desempenho, mais núcleos e velocidades de clock mais rápidas no fator de forma 1U líder do setor.
Especificações para servidores eXtreme HFT:
(4 núcleos de 8MB de cache inteligente)
(8 núcleos de 20MB de cache inteligente)
Rx1880-1: Dual E5-2643v3 (Cache inteligente de 6 núcleos de 20 MB)
Rx1880-2: Dual E5-2687Wv3 (10 cores 25MB de cache inteligente)
Expansível até 32GB DDR3.
Expansível até 64GB DDR4.
Expansível até 256GB DDR4.
(Perfil baixo, meia-comprimento)
Suporte SSD NVMe de 2 unidades opcional.
5GHz (1 núcleo ativo)
4.8GHz (1 núcleo ativo)
3,85 GHz (1 núcleo ativo)
Rx1880-2: 3,32 GHz (10 núcleos ativos)
3,64 GHz (1 núcleo ativo)
Inquire mais.
Inquire mais.
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Todas as especificações do produto estão sujeitas a alterações sem aviso prévio. Clique aqui para as especificações atualizadas.

Como funcionam os sistemas comerciais.
A negociação automatizada algorítmica ou a negociação algorítmica foi no centro do mundo comercial há mais de uma década. A porcentagem de volumes atribuídos à negociação automatizada algorítmica teve um aumento significativo na última década. Como resultado, tornou-se um mercado altamente competitivo e altamente dependente da tecnologia. Conseqüentemente, a arquitetura básica de sistemas de negociação automatizados que executam estratégias algorítmicas sofreu grandes mudanças ao longo da última década e continua a fazê-lo. Para as empresas, especialmente aquelas que utilizam sistemas de negociação de alta freqüência, tornou-se uma necessidade de inovar em tecnologia para competir no mundo do comércio algorítmico, tornando assim a comercialização de algoritmos um foco de avanços nas tecnologias de computadores e redes.
Nesta publicação, desmistificaremos a arquitetura por trás dos sistemas de negociação automatizada para nossos leitores. Comparamos a nova arquitetura dos sistemas de negociação automatizados com a arquitetura comercial tradicional e compreendemos alguns dos principais componentes por trás desses sistemas.
Arquitetura Tradicional.
Qualquer sistema de negociação, conceitualmente, nada mais é do que um bloco computacional que interage com a troca em dois fluxos diferentes.
Recebe dados de mercado Envia solicitações de pedidos e recebe respostas da troca.
Os dados de mercado recebidos normalmente informam o sistema do último pedido. Pode conter algumas informações adicionais, como o volume negociado até agora, o último preço negociado e quantidade para um script. No entanto, para tomar uma decisão sobre os dados, o comerciante pode precisar olhar para valores antigos ou derivar determinados parâmetros do histórico. Para atender a isso, um sistema convencional teria um banco de dados histórico para armazenar os dados de mercado e ferramentas para usar esse banco de dados. A análise também envolveria um estudo das tradições passadas pelo comerciante. Daí outro banco de dados para armazenar as decisões de negociação também. Por último, mas não menos importante, uma interface gráfica para o comerciante para ver todas essas informações na tela.
Todo o sistema de negociação agora pode ser dividido em.
A troca (s) - o mundo externo O servidor Dados de mercado receptor Armazenar dados de mercado Armazenar ordens geradas pelo usuário Aplicação Tomar entradas do usuário, incluindo as decisões de negociação Interface para visualizar as informações, incluindo os dados e ordens Um gerente de pedidos enviando ordens para o troca.
Nova arquitetura.
A arquitetura tradicional não pôde aumentar as necessidades e demandas do comércio automatizado com DMA. A latência entre a origem do evento para a geração da ordem foi além da dimensão do controle humano e entrou nos reinos de milissegundos e microssegundos. Portanto, as ferramentas para lidar com dados de mercado e sua análise precisavam se adaptar de acordo. O gerenciamento de pedidos também precisa ser mais robusto e capaz de lidar com muito mais pedidos por segundo. Uma vez que o período de tempo é tão pequeno em comparação com o tempo de reação humano, o gerenciamento de riscos também precisa lidar com pedidos em tempo real e de forma completamente automática.
Por exemplo, mesmo que o tempo de reação para uma ordem seja de 1 milissegundo (o que é bastante comparado às latências que vemos hoje), o sistema ainda é capaz de fazer 1000 decisões comerciais em um único segundo. Isso significa que cada uma dessas 1000 decisões comerciais deve passar pelo gerenciamento de riscos no mesmo segundo para alcançar a troca. Este é apenas um problema de complexidade. Uma vez que a arquitetura agora envolve lógica automatizada, 100 comerciantes agora podem ser substituídos por um único sistema de negociação automatizado. Isso adiciona escala ao problema. Então, cada uma das unidades lógicas gera 1000 pedidos e 100 dessas unidades significam 100.000 pedidos a cada segundo. Isso significa que a parte de tomada de decisão e envio de pedidos precisa ser muito mais rápida que o receptor de dados de mercado para corresponder à taxa de dados.
Por isso, o nível de infra-estrutura que este módulo exige deve ser muito superior em comparação com o de um sistema tradicional (discutido na seção anterior). Portanto, o mecanismo que executa a lógica de tomada de decisão, também conhecido como mecanismo de "Processamento de Eventos Complexos", ou CEP, foi movido de dentro do aplicativo para o servidor. A camada Application, agora, é pouco mais que uma interface de usuário para visualizar e fornecer parâmetros para o CEP.
O problema de escalonamento também leva a uma situação interessante. Digamos que 100 lógicas diferentes estão sendo executadas em um evento de dados de mercado único (como discutido no exemplo anterior). No entanto, pode haver peças comuns de cálculos complexos que precisam ser executados para a maioria das 100 unidades lógicas. Por exemplo, cálculo de gregos para opções. Se cada lógica funcionasse de forma independente, cada unidade faria o mesmo cálculo grega que iria desnecessariamente usar os recursos do processador. Para otimizar a redundância do cálculo, os cálculos redundantes complexos geralmente são mantidos em um mecanismo de cálculo separado que fornece os gregos como uma entrada para o CEP.
Embora a camada de aplicação seja basicamente uma visão, algumas das verificações de risco (que agora são operações famintas por recursos devido ao problema de escala) podem ser transferidas para a camada de aplicação, especialmente aquelas relacionadas à integridade das entradas do usuário. erros. As demais verificações de risco são executadas agora por um Sistema de Gerenciamento de Riscos (RMS) separado no Order Manager (OM), imediatamente antes de liberar um pedido. O problema de escala também significa que onde antes havia 100 traders diferentes gerenciando seu risco, agora há apenas um sistema RMS para gerenciar riscos em todas as unidades / estratégias lógicas. No entanto, algumas verificações de risco podem ser específicas de determinadas estratégias, e algumas podem precisar ser feitas em todas as estratégias. Daí o próprio RMS envolve, RMS de nível de estratégia (SLRMS) e RMS global (GRMS). Também pode envolver uma interface do usuário para visualizar o SLRMS e o GRMS.
Surgimento de protocolos para sistemas de negociação automatizados.
Com inovações vêm as necessidades. Como a nova arquitetura era capaz de escalonar várias estratégias por servidor, surgiu a necessidade de se conectar a vários destinos a partir de um único servidor. Assim, o gerenciador de pedidos hospedou vários adaptadores para enviar pedidos para vários destinos e receber dados de várias trocas. Cada adaptador atua como um intérprete entre o protocolo que é entendido pela troca e o protocolo de comunicação dentro do sistema. Várias trocas significam vários adaptadores.
No entanto, para adicionar uma nova troca ao sistema, um novo adaptador deve ser projetado e conectado à arquitetura, uma vez que cada troca segue seu protocolo apenas otimizado para recursos fornecidos pela troca. Para evitar esse incômodo de adição do adaptador, os protocolos padrão foram projetados. O mais proeminente entre eles é o protocolo FIX (Financial Information Exchange) (veja nossa publicação na introdução ao protocolo FIX). Isso não só torna possível conectar-se a diferentes destinos rapidamente, mas também reduz drasticamente a entrada no mercado quando se trata de conectar-se a um novo destino. Para obter mais informações adicionais: Conectando o FXCM ao FIX, um tutorial detalhado.
A presença de protocolos padrão facilita a integração com fornecedores de terceiros, também para análises ou feeds de dados de mercado. Como resultado, o mercado torna-se muito eficiente, pois a integração com um novo destino / fornecedor não é mais uma restrição.
Além disso, a simulação torna-se muito fácil, já que receber dados do mercado real e enviar pedidos a um simulador é apenas uma questão de usar o protocolo FIX para conectar-se a um simulador. O simulador em si pode ser construído internamente ou adquirido de um fornecedor terceirizado. Os dados gravados de forma semelhante apenas podem ser reproduzidos com os adaptadores sendo agnósticos para saber se os dados estão sendo recebidos do mercado ao vivo ou de um conjunto de dados gravados.
Emergência de arquiteturas de baixa latência.
Com os blocos de construção de um sistema de comércio algorítmico implementado, as estratégias otimizam a capacidade de processar enormes quantidades de dados em tempo real e tomar decisões comerciais rápidas. Mas com o advento de protocolos de comunicação padrão como FIX, a barreira de entrada de tecnologia para configurar uma mesa de negociação algorítmica, tornou-se menor e, portanto, mais competitivo. À medida que os servidores obtiveram mais memória e freqüências de clock mais altas, o foco mudou para reduzir a latência para a tomada de decisões. Com o tempo, reduzir a latência tornou-se uma necessidade por vários motivos, como:
A estratégia só faz sentido em um ambiente de baixa latência. Sobrevivência do mais apto - os competidores o escolhem se você não for rápido o suficiente.
O problema, no entanto, é que a latência é realmente um termo abrangente que engloba vários atrasos diferentes. Quantificar todos eles em um termo genérico pode não fazer muito sentido. Embora seja muito fácil de entender, é muito difícil quantificar. Por isso, torna-se cada vez mais importante como o problema da redução da latência é abordado.
Se olharmos para o ciclo de vida básico,
Um pacote de dados de mercado é publicado pela troca O pacote viaja pelo fio O pacote chega a um roteador do lado do servidor. O roteador encaminha o pacote pela rede do lado do servidor. O pacote chega na porta Ethernet do servidor. Dependendo se este é processamento UDP / TCP ocorre e o pacote despojado de seus cabeçalhos e trailers faz o caminho para a memória do adaptador. O adaptador então analisa o pacote e o converte em um formato interno para a plataforma de negociação algorítmica. Este pacote agora percorre os vários módulos do sistema - CEP, tick store, etc. O CEP analisa e envia um pedido de pedido. através do reverso do ciclo como o pacote de dados do mercado.
Alta latência em qualquer uma dessas etapas garante uma latência alta durante todo o ciclo. Portanto, a otimização da latência geralmente começa com o primeiro passo neste ciclo que está sob nosso controle, ou seja, “o pacote viaja pelo fio”. A coisa mais fácil de fazer aqui seria encurtar a distância até o destino, tanto quanto possível. Colocações são instalações fornecidas por trocas para hospedar o servidor de negociação nas proximidades da troca. O diagrama a seguir ilustra os ganhos que podem ser feitos cortando a distância.
Para qualquer tipo de estratégia de alta frequência envolvendo um único destino, Colocation tornou-se um imperdível. No entanto, as estratégias que envolvem múltiplos destinos precisam de um planejamento cuidadoso. Vários fatores, como o tempo gasto pelo destino para responder pedidos de pedidos e sua comparação com o tempo de ping entre os dois destinos, devem ser considerados antes de tomar essa decisão. A decisão também pode depender da natureza da estratégia.
A latência da rede geralmente é o primeiro passo na redução da latência geral de um sistema de comércio algorítmico. No entanto, existem muitos outros lugares onde a arquitetura pode ser otimizada.
Latência de propagação.
A latência de propagação significa o tempo necessário para enviar os bits ao longo do fio, limitados pela velocidade da luz, é claro.
Foram introduzidas várias otimizações para reduzir a latência de propagação além de reduzir a distância física. Por exemplo, o tempo estimado de ida e volta para um cabo comum entre Chicago e Nova York é de 13,1 milissegundos. As redes de propagação, em outubro de 2012, anunciaram melhorias de latência que trouxeram o tempo estimado de ida e volta para 12,98 milissegundos. A comunicação por microondas foi adotada ainda mais por empresas como Tradeworx, trazendo o tempo estimado de ida e volta para 8,5 milissegundos. Observe que o mínimo teórico é de cerca de 7,5 milissegundos. Inovações contínuas estão forçando os limites da ciência e atingindo rapidamente o limite teórico da velocidade da luz. Os últimos desenvolvimentos em comunicação a laser, adotados anteriormente em tecnologias de defesa, afugentaram ainda mais uma latência já diluída por nanosegundos em curtas distâncias.
Latência de processamento de rede.
A latência do processamento de rede significa a latência introduzida pelos roteadores, comutadores etc.
O próximo nível de otimização na arquitetura de um sistema de negociação algorítmico seria o número de saltos que um pacote levaria para viajar do ponto A para o ponto B. Um salto é definido como uma parte do caminho entre a origem eo destino durante o qual um pacote não passa por um dispositivo físico como um roteador ou um switch. Por exemplo, um pacote pode percorrer a mesma distância através de dois caminhos diferentes. Mas pode ter dois saltos no primeiro caminho versus 3 saltos no segundo. Supondo que o atraso de propagação é o mesmo, os roteadores e switches introduzem sua própria latência e geralmente como uma regra geral, e mais o latido é a latência adicionada.
A latência do processamento da rede também pode ser afetada pelo que nos referimos como microbursts. Microbursts são definidos como um aumento súbito da taxa de transferência de dados que pode não afetar necessariamente a taxa média de transferência de dados. Como os sistemas de negociação algorítmica são baseados em regras, todos esses sistemas reagirão ao mesmo evento da mesma maneira. Como resultado, muitos sistemas participantes podem enviar ordens que levam a uma onda repentina de transferência de dados entre os participantes e o destino que leva a um microburst. O diagrama a seguir representa o que é um microburst.
A primeira figura mostra uma visão de 1 segundo da taxa de transferência de dados. Podemos ver que a taxa média está bem abaixo da largura de banda disponível de 1Gbps. No entanto, se mergulhar mais fundo e olhar a imagem dos segundos (a visualização de 5 milissegundos), vemos que a taxa de transferência subiu acima da largura de banda disponível várias vezes por segundo. Como resultado, os buffers de pacote na pilha de rede, tanto nos pontos de extremidade da rede como nos roteadores e switches, podem transbordar. Para evitar isso, normalmente uma largura de banda muito superior à taxa média observada é geralmente alocada para um sistema de comércio algorítmico.
Latência de serialização.
A latência de serialização significa o tempo necessário para puxar os bits para dentro e fora do fio.
Um tamanho de pacote de 1500 bytes transmitidos em uma linha T1 (1.544.000 bps) produziria um atraso de serialização de cerca de 8 milissegundos. No entanto, o mesmo pacote de 1500 bytes usando um modem de 56K (57344bps) levaria 200 milissegundos. Uma linha Ethernet 1G reduziria essa latência para cerca de 11 microssegundos.
Latência de interrupção.
A latência de interrupção significa uma latência introduzida por interrupções ao receber os pacotes em um servidor.
A latência de interrupção é definida como o tempo decorrido entre o momento em que uma interrupção é gerada e quando a fonte da interrupção é atendida. Quando uma interrupção é gerada? Interrupções são sinais para o processador emitido pelo hardware ou software, indicando que um evento precisa de atenção imediata. O processador, por sua vez, responde suspendendo sua atividade atual, salvando seu estado e manipulando a interrupção. Sempre que um pacote é recebido na NIC, uma interrupção é enviada para manipular os bits que foram carregados no buffer de recebimento da NIC. O tempo gasto para responder a essa interrupção não afeta apenas o processamento da carga útil recém-chegada, mas também a latência dos processos existentes no processador.
Solarflare introduziu onload aberto em 2011, que implementa uma técnica conhecida como bypass do kernel, onde o processamento do pacote não é deixado para o kernel do sistema operacional, mas para o próprio espaço de usuários. Todo o pacote é diretamente mapeado para o espaço do usuário pela NIC e é processado lá. Como resultado, as interrupções são completamente evitadas.
Como resultado, a taxa de processamento de cada pacote é acelerada. O diagrama a seguir demonstra claramente as vantagens do bypass do kernel.
Latência da aplicação.
A latência da aplicação significa o tempo gasto pelo processo para processar.
Isso depende dos vários pacotes, do processamento alocado para a lógica do aplicativo, da complexidade do cálculo envolvido, da eficiência da programação, etc. O aumento do número de processadores no sistema, em geral, reduzirá a latência da aplicação. O mesmo ocorre com o aumento da frequência do relógio. Muitos sistemas de negociação algorítmica aproveitam a dedicação de núcleos de processadores para elementos essenciais da aplicação, como a lógica de estratégia, por exemplo. Isso evita a latência introduzida pelo processo de alternância entre os núcleos.
Da mesma forma, se a programação da estratégia foi feita, tenha em mente os tamanhos de cache e a localização do acesso à memória, então haveria muitos hits no cache da memória resultando em uma redução adicional da latência. Para facilitar isso, muitos sistemas usam linguagens de programação de nível muito baixo para otimizar o código para a arquitetura específica dos processadores. Algumas empresas chegaram até a extensão da queima de cálculos complexos em hardware usando matrizes de portas totalmente programáveis ​​(FPGA). Com a crescente complexidade vem o custo crescente e o diagrama a seguir ilustra isso.
Níveis de sofisticação.
O mundo do comércio algorítmico de alta freqüência entrou em uma era de competição intensa. Com cada participante adotando novos métodos de expulsão da concorrência, a tecnologia progrediu aos trancos e barrancos. As arquiteturas de negociação algorítmica modernas são bastante complexas em comparação com as suas partes anteriores. Consequentemente, os sistemas avançados são mais caros de construir em termos de tempo e dinheiro.
Conclusão:
Este foi um post detalhado sobre arquitetura de sistema de negociação algorítmica que temos certeza que nos deu um conhecimento muito perspicaz dos componentes envolvidos e também dos vários desafios que os desenvolvedores de arquitetura precisam lidar / superar para construir sistemas de negociação automatizados robustos.
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2 pensamentos sobre "Como os sistemas comerciais funcionam"
15 de dezembro de 2017.
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15 de dezembro de 2017.
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