На рынках капитала низкая задержка — это использование алгоритмической торговли для реагирования на рыночные события быстрее, чем конкуренты, для повышения прибыльности сделок. Например, при выполнении арбитражных стратегий возможность «арбитражировать» рынок 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 упущенным возможностям на сумму 100 млн долларов в год. [1]
То, что считается «низким», поэтому относительно, но также и самоисполняющееся пророчество. Многие организации и компании используют слова « сверхнизкая задержка » для описания задержек менее 1 миллисекунды , но это развивающееся определение, при этом количество времени, считающееся «низким», постоянно сокращается.
Существует множество технических факторов, которые влияют на время, необходимое торговой системе для обнаружения возможности и успешного использования этой возможности. Фирмы, занимающиеся торговлей с низкой задержкой, готовы вкладывать значительные усилия и ресурсы в повышение скорости своей торговой технологии, поскольку выигрыш может быть значительным. Это часто делается в контексте высокочастотной торговли .
Существует множество факторов, влияющих на время, необходимое торговой системе для обнаружения возможности и ее успешного использования, в том числе:
С точки зрения сетей скорость света «c» диктует один теоретический предел задержки: торговый движок всего в 150 км (93 милях) по дороге от биржи никогда не сможет достичь времени возврата на биржу лучше, чем 1 мс, даже если даже не учитывать внутреннюю задержку биржи и торговой системы. Этот теоретический предел предполагает, что свет распространяется по прямой линии в вакууме, что на практике вряд ли произойдет: во-первых, достижение и поддержание вакуума на большом расстоянии затруднительно, а во-вторых, свет не может легко передаваться и приниматься на больших расстояниях из-за многих факторов, включая кривизну Земли , помехи от частиц в воздухе и т. д. Свет, распространяющийся по темным волоконным кабелям, не распространяется со скоростью света – «c» – поскольку вакуума нет, и свет постоянно отражается от стенок кабеля, удлиняя эффективный пройденный путь по сравнению с длиной кабеля и, следовательно, замедляя его. На практике также существует несколько маршрутизаторов, коммутаторов, других кабельных соединений и изменений протоколов между биржей и торговой системой. В результате большинство торговых систем с низкой задержкой будут располагаться физически близко к биржам, даже в том же здании, что и биржа (колокация), что позволит еще больше сократить задержку.
Для дальнейшего сокращения задержки используются новые технологии. Технология беспроводной передачи данных может предложить преимущества в скорости по сравнению с лучшими кабельными вариантами, поскольку сигналы могут передаваться по воздуху быстрее, чем по оптоволокну. Беспроводная передача также может позволить данным перемещаться по более прямому, более 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 доставлять сообщение из точки A в точку B как можно быстрее, но и должны иметь возможность обрабатывать миллионы сообщений в секунду. Более подробное обсуждение см. в разделе Сравнение задержки и пропускной способности .
Говоря о задержке в контексте рынков капитала, следует учитывать цикл между событием и сделкой:
Нам также необходимо рассмотреть, как формируется задержка в этой цепочке событий:
Существует ряд шагов, которые влияют на общую задержку сделки:
Системы на определенном месте должны обрабатывать события, такие как размещение заказов, и как можно быстрее передавать их на линию, чтобы быть конкурентоспособными на рынке. Некоторые места предлагают премиум-услуги для клиентов, которым нужны самые быстрые решения.
Это одна из областей, где может возникнуть наибольшая задержка из-за расстояний, объема обработки внутренними механизмами маршрутизации, передачи данных между различными сетями и огромного объема данных, которые отправляются, принимаются и обрабатываются из различных источников данных.
Задержка в значительной степени 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 равно 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 большой протяженности расчетная задержка на самом деле составляет 4,9 микросекунды на каждый километр. В более коротких городских сетях производительность задержки немного возрастает из-за строительства стояков и кросс-соединений, которые могут сделать задержку до 5 микросекунд на километр.
Из этого следует, что для расчета задержки соединения необходимо знать полное расстояние, пройденное волокном, которое редко представляет собой прямую линию, поскольку ему приходится пересекать географические контуры и препятствия, такие как дороги и железнодорожные пути, а также другие полосы отвода.
Из-за несовершенств волокна свет ухудшается при передаче по нему. Для расстояний более 100 километров необходимо развертывать либо усилители, либо регенераторы. Общепринятое мнение гласит, что усилители добавляют меньше задержки, чем регенераторы, хотя в обоих случаях добавленная задержка может быть очень изменчивой, что необходимо учитывать. В частности, устаревшие пролеты с большей вероятностью будут использовать регенераторы с более высокой задержкой.
Эта область не относится строго к категории «низкой задержки», скорее это способность торговой фирмы использовать преимущества технологий высокопроизводительных вычислений для быстрой обработки данных. Тем не менее, она включена для полноты картины.
Как и в случае с задержками между Exchange и Application, многие сделки будут включать системы брокерской фирмы . Конкурентоспособность брокерской фирмы во многих случаях напрямую связана с производительностью ее систем размещения и управления заказами.
Время, необходимое месту исполнения для обработки и приведения в соответствие заказа.
Средняя задержка — это среднее время, в течение которого сообщение передается из одной точки в другую — чем меньше, тем лучше. Время менее 1 миллисекунды типично для системы рыночных данных.
Совместное размещение — это процесс размещения компьютеров высокочастотных торговых фирм и частных трейдеров в тех же помещениях, где расположены компьютерные серверы биржи. Это дает трейдерам доступ к ценам акций немного раньше других инвесторов. Многие биржи превратили совместное размещение в источник значительных доходов, взимая с торговых фирм плату за привилегии «доступа с низкой задержкой». Растущий спрос на совместное размещение заставил многие фондовые биржи расширить свои центры обработки данных. [3]
Существует множество случаев использования, где предсказуемость задержки при доставке сообщений так же важна, если не важнее, чем достижение низкой средней задержки. Такая предсказуемость задержки также называется «Low Latency Jitter» и описывает отклонение задержек вокруг среднего измерения задержки.
Пропускная способность может быть определена как объем данных, обработанных за единицу времени. Пропускная способность относится к количеству сообщений, полученных, отправленных и обработанных системой, и обычно измеряется в обновлениях в секунду. Пропускная способность имеет корреляцию с измерениями задержки, и обычно по мере увеличения скорости сообщений увеличиваются и показатели задержки. Чтобы дать представление о количестве сообщений, с которыми мы имеем дело, «Options Price Reporting Authority» (OPRA) прогнозирует пиковые скорости сообщений в 907 000 обновлений в секунду (ups) в своей сети к июлю 2008 года. [4] Это всего лишь одно место — большинство фирм будут получать обновления из нескольких мест.
Точность часов имеет первостепенное значение при тестировании задержки между системами. Любые расхождения дадут неточные результаты. Многие тесты включают в себя определение местоположения публикующего узла и принимающего узла на одной и той же машине, чтобы гарантировать использование одинакового времени часов. Однако это не всегда возможно, поэтому часы на разных машинах необходимо синхронизировать с помощью какого-либо протокола времени:
Сокращение задержки в цепочке заказов предполагает атаку на проблему с разных сторон. Закон Амдаля , обычно используемый для расчета прироста производительности при использовании большего количества ЦП для решения проблемы, может быть применен в более общем плане для уменьшения задержки, то есть улучшение части системы, которая уже довольно незначительна (по отношению к задержке), приведет к минимальному улучшению общей производительности. Другая стратегия сокращения задержки заключается в передаче принятия решений по сделкам на сетевую интерфейсную карту . Это может устранить необходимость в задействовании основного процессора системы, что может создавать нежелательные задержки во времени отклика. Эта практика, известная как сетевая обработка, поскольку обработка происходит как можно ближе к сетевому интерфейсу, является фактором проектирования для «систем со сверхнизкой задержкой». [5]