Низкая задержка (рынки капитала)

На рынках капитала низкая задержка — это использование алгоритмической торговли для реагирования на рыночные события быстрее, чем у конкурентов, для повышения прибыльности сделок. Например, при реализации арбитражных стратегий возможность «арбить» на рынке может появиться только на несколько миллисекунд, прежде чем будет достигнут паритет . Чтобы продемонстрировать ценность, которую клиенты придают задержке, в 2007 году крупный глобальный инвестиционный банк заявил, что каждая потерянная миллисекунда приводит к потере 100 миллионов долларов в год. ^[1]

Поэтому то, что считается «низким», является относительным, но также и самоисполняющимся пророчеством. Многие организации и компании используют слова « сверхнизкая задержка » для описания задержек менее 1 миллисекунды , но это определение развивается, а количество времени, считающееся «низким», постоянно сокращается.

Существует множество технических факторов, влияющих на время, необходимое торговой системе для обнаружения возможности и ее успешного использования. Фирмы, занимающиеся торговлей с низкой задержкой, готовы вкладывать значительные усилия и ресурсы в повышение скорости своих торговых технологий, поскольку выгода может быть значительной. Это часто делается в контексте высокочастотной торговли .

Факторы

Существует множество факторов, влияющих на время, необходимое торговой системе для обнаружения возможности и ее успешного использования, в том числе:

Расстояние между биржей и торговой системой
Расстояние между двумя торговыми площадками , например, в случае арбитража
Эффективность архитектуры торговой системы:
- Сетевые адаптеры
- Выбор операционной системы
- Эффективность кода/логики
- Выбор языка программирования
- Традиционный процессор против FPGA
- Выбор кабелей: медный, оптоволоконный или микроволновый,

С точки зрения сети, скорость света «c» диктует один теоретический предел задержки: торговый механизм, находящийся всего в 150 км (93 милях) вниз по дороге от биржи, никогда не сможет достичь времени возврата на биржу лучше, чем 1 мс, прежде чем кто-либо даже рассмотрит внутренние задержки биржи и торговой системы. Этот теоретический предел предполагает, что свет распространяется по прямой линии в вакууме, что на практике маловероятно: во-первых, трудно достичь и поддерживать вакуум на большом расстоянии, а во-вторых, свет невозможно легко излучать и принимать на большие расстояния из-за многих факторы, включая кривизну Земли , помехи частиц в воздухе и т. д. Свет, распространяющийся по темным оптоволоконным кабелям, не распространяется со скоростью света – «c» – поскольку вакуума нет и свет постоянно отражается от стенки кабеля, удлиняя эффективный путь по сравнению с длиной кабеля и, следовательно, замедляя его. На практике также существует несколько маршрутизаторов, коммутаторов, других кабельных каналов и изменений протоколов между биржей и торговой системой. В результате большинство торговых механизмов с низкой задержкой будут физически расположены рядом с биржами, даже в том же здании, что и биржа (совместное размещение), что еще больше снижает задержку.

Для дальнейшего сокращения задержек используются новые технологии. Технология беспроводной передачи данных может обеспечить преимущество в скорости по сравнению с лучшими вариантами кабельных систем, поскольку сигналы могут передаваться по воздуху быстрее, чем по оптоволокну. Беспроводная передача также может позволить данным перемещаться по более прямому и прямому пути, чем по кабельным маршрутам. ^[2]

Решающим фактором в определении задержки канала данных является его пропускная способность . Скорость передачи данных растет экспоненциально , что напрямую связано со скоростью обработки сообщений. Кроме того, системы с низкой задержкой должны не только иметь возможность как можно быстрее доставлять сообщение от A к B, но также должны иметь возможность обрабатывать миллионы сообщений в секунду. См. сравнение задержки и пропускной способности для более подробного обсуждения.

Где возникает задержка

Задержка от события до выполнения

Говоря о задержке в контексте рынков капитала, рассмотрим путь туда и обратно между событием и сделкой:

Событие происходит в определенном месте
Информация об этом событии размещается в сообщении на проводе.
Сообщение достигает приложения принятия решения
Приложение принимает торговое решение на основе этого события.
Заявка отправляется на торговую площадку
Заведение выполняет заказ
Подтверждение заказа отправляется обратно в приложение

Нам также необходимо учитывать, как в этой цепочке событий собирается задержка:

Обработка — время, необходимое для обработки сообщения (которое может быть таким же простым, как пересылка пакета сетевым коммутатором).
Распространение — время, необходимое для передачи небольшого количества данных от A до B (ограничено скоростью света).
Размер пакета , разделенный на пропускную способность , общий размер сообщения (полезная нагрузка + заголовки), доступную пропускную способность, количество сообщений, отправляемых по каналу.

Существует ряд шагов, которые способствуют общей задержке сделки:

Возникновение события до нахождения на связи

Чтобы быть конкурентоспособными на рынке, системы на конкретной площадке должны обрабатывать такие события, как размещение заказов, и передавать их в сеть как можно быстрее. Некоторые заведения предлагают услуги премиум-класса для клиентов, которым нужны самые быстрые решения.

Обмен на приложение

Это одна из областей, где может быть добавлена наибольшая задержка из-за расстояний, объема обработки внутренними механизмами маршрутизации, переключения между различными сетями и огромного объема данных, которые отправляются, принимаются и обрабатываются из различных мест хранения данных. .

Задержка во многом зависит от скорости света, которая составляет 299 792 458 метров в секунду (186 000 миль в секунду) (671 000 000 миль в час) в научно контролируемой среде; это будет соответствовать задержке в 3 микросекунды на каждый километр. Однако при измерении задержки данных нам необходимо учитывать оптоволоконный кабель. Хотя он кажется «чистым», это не вакуум, и поэтому необходимо учитывать преломление света. Для измерения задержки в сетях дальней связи расчетная задержка фактически составляет 4,9 микросекунды на каждый километр. В более коротких городских сетях производительность задержки увеличивается немного больше из-за строительства стояков и кросс-соединений, которые могут увеличить задержку до 5 микросекунд на километр.

Отсюда следует, что для расчета задержки соединения необходимо знать полное расстояние, пройденное волокном, которое редко является прямой линией, поскольку ему приходится пересекать географические контуры и препятствия, такие как дороги и железнодорожные пути, а также другие права проезда.

Из-за несовершенства волокна свет ухудшается при прохождении через него. На расстояниях более 100 километров необходимо использовать либо усилители, либо регенераторы. Принято считать, что усилители добавляют меньшую задержку, чем регенераторы, хотя в обоих случаях добавленная задержка может сильно варьироваться, и это необходимо учитывать. В частности, устаревшие промежутки с большей вероятностью будут использовать регенераторы с более высокой задержкой.

Распространение между местом исполнения и местом подачи заявления
Задержки в сетях агрегирования данных, таких как Refinitiv Elektron, Bloomberg, IDC и других.
Распространение во внутренних сетях
Обработка во внутренних сетях
Обработка внутренними системами маршрутизации
Пропускная способность экстрасети и внутренних сетей
Размеры пакетов сообщений
Объем отправляемых и получаемых данных

Принятие решения по заявке

Эта область не относится строго к категории «малая задержка», скорее, это способность торговой фирмы использовать преимущества технологий высокопроизводительных вычислений для быстрой обработки данных. Однако он включен для полноты картины.

Обработка API
Обработка приложениями
Распространение между внутренними системами
Сетевая обработка/пропускная способность/размер пакета/распространение между внутренними системами

Отправка заказа на объект

Как и в случае с задержками между обменом и заявкой, во многих сделках будут задействованы системы брокерской фирмы . Конкурентоспособность брокерской фирмы во многих случаях напрямую связана с эффективностью ее систем размещения заказов и управления ими.

Обработка внутренними системами управления заказами
Обработка брокерскими системами
Распространение между приложением и брокером
Распространение между брокером и местом исполнения

Исполнение заказа

Время, необходимое месту исполнения для обработки и согласования заказа.

Измерение задержки

Терминология

Средняя задержка

Средняя задержка — это среднее время передачи сообщения из одной точки в другую — чем меньше, тем лучше. Для системы рыночных данных типично время менее 1 миллисекунды.

Совместное расположение

Совместное размещение — это размещение компьютеров высокочастотных торговых фирм и частных трейдеров в тех же помещениях, где расположены компьютерные серверы биржи. Это дает трейдерам доступ к ценам на акции немного раньше, чем другим инвесторам. Многие биржи превратили совместное размещение в значительную прибыль, взимая с торговых фирм плату за привилегии «доступа с низкой задержкой». Растущий спрос на совместное размещение побудил многие фондовые биржи расширить свои центры обработки данных. ^[3]

Задержка Джиттер

Существует множество случаев использования, когда предсказуемость задержки при доставке сообщений столь же важна, если не более важна, чем достижение низкой средней задержки. Такая предсказуемость задержки также называется «дрожанием с низкой задержкой» и описывает отклонение задержек от среднего значения задержки.

Пропускная способность

Пропускную способность можно определить как количество данных, обрабатываемых в единицу времени. Пропускная способность относится к количеству сообщений, получаемых, отправляемых и обрабатываемых системой, и обычно измеряется в обновлениях в секунду. Пропускная способность коррелирует с измерениями задержки, и обычно по мере увеличения скорости передачи сообщений растут и значения задержки. Чтобы дать представление о количестве сообщений, с которыми мы имеем дело, «Управление по отчетности о ценах опционов» (OPRA) прогнозирует пиковую скорость сообщений в 907 000 обновлений в секунду (ups) в своей сети к июлю 2008 года. ^[4] Это всего лишь одно место проведения – большинство фирм будут получать обновления из нескольких мест.

Нюансы процедуры тестирования

Временные метки/часы

Точность тактовой частоты имеет первостепенное значение при тестировании задержки между системами. Любые расхождения дадут неточные результаты. Многие тесты предполагают размещение узла публикации и узла-получателя на одном компьютере, чтобы гарантировать использование одного и того же времени. Однако это не всегда возможно, поэтому часы на разных машинах необходимо синхронизировать, используя какой-то протокол времени:

NTP ограничен миллисекундами, поэтому он недостаточно точен для современных приложений с малой задержкой.
Точность времени CDMA составляет десятки микросекунд. Он базируется только в США. На точность влияет расстояние от источника передачи.
GPS является наиболее точным протоколом времени с точки зрения синхронизации. Однако он самый дорогой.

Снижение задержки в цепочке заказов

Уменьшение задержки в цепочке заказов предполагает рассмотрение проблемы с разных сторон. Закон Амдала , обычно используемый для расчета прироста производительности за счет использования большего количества процессоров для решения проблемы, может быть применен в более общем плане для уменьшения задержки — то есть улучшение части системы, которая уже довольно несущественна (с точки зрения задержки), приведет к минимальным улучшение общей производительности. Другая стратегия уменьшения задержки предполагает передачу принятия решений по сделкам на сетевую интерфейсную карту . Это может облегчить необходимость задействования главного процессора системы, что может привести к нежелательным задержкам во времени отклика. Эта практика, известная как обработка на стороне сети, поскольку обработка происходит как можно ближе к сетевому интерфейсу, является фактором проектирования «систем со сверхнизкой задержкой». ^[5]

См. также

Ссылки

^ «Стремление Уолл-стрит обрабатывать данные со скоростью света» . Информационная неделя. 20 апреля 2007 г.
^ Вердж, Джейсон (7 мая 2013 г.). «Уолл-стрит переходит на беспроводную связь в стремлении к сверхнизкой задержке» . Знание дата-центра . Проверено 7 мая 2013 г.
^ Пикардо, Элвис. «Вам лучше знать терминологию высокочастотного трейдинга» . Инвестопедия .
^ Arc.Ask3.Ru: Орган по отчетности о ценах опционов # Сообщений в секунду
^ «Торговля со сверхнизкой задержкой» . Проектирование и проверка новой волны .

[1] «Стремление Уолл-стрит обрабатывать данные со скоростью света» . Информационная неделя. 20 апреля 2007 г.

[2] Вердж, Джейсон (7 мая 2013 г.). «Уолл-стрит переходит на беспроводную связь в стремлении к сверхнизкой задержке» . Знание дата-центра . Проверено 7 мая 2013 г.

[3] Пикардо, Элвис. «Вам лучше знать терминологию высокочастотного трейдинга» . Инвестопедия .

[4] Arc.Ask3.Ru: Орган по отчетности о ценах опционов # Сообщений в секунду

[5] «Торговля со сверхнизкой задержкой» . Проектирование и проверка новой волны .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]