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 постоянно развивающееся определение, при этом 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 .
Существует множество факторов, которые влияют на время, необходимое торговой системе для обнаружения возможности и ее успешного использования, в том числе:
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 от 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 стенок кабеля, что удлиняет эффективный путь по сравнению с длиной кабеля и, следовательно, замедляет 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 кабелей, 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.
Говоря о задержке в контексте рынков капитала, рассмотрим путь туда и обратно между событием и сделкой:
Нам также необходимо учитывать, как в этой цепочке событий собирается задержка:
Существует ряд шагов, которые способствуют общей задержке сделки:
Чтобы быть конкурентоспособными на рынке, системам на конкретной площадке необходимо 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.
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 оптоволокном, 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, что необходимо учитывать. В частности, в устаревших диапазонах с большей вероятностью будут использоваться регенераторы с более высокой задержкой.
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.
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.
Время, необходимое месту исполнения для обработки и согласования заказа.
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 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]
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 низкой задержки» и описывает отклонение задержек вокруг среднего значения задержки.
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 передачи сообщений в 907 000 обновлений в секунду (ups) в своей сети к июлю 2008 года. [4] Это всего лишь пример . одно место проведения – большинство фирм будут получать обновления из нескольких мест.
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:
Сокращение задержки в цепочке заказов предполагает рассмотрение проблемы с разных сторон. Закон Амдала , обычно используемый для расчета прироста производительности за счет увеличения 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 сверхмалой задержкой». [5]