AMD發(fā)布Alveo UL3422金融加速卡，利用FPGA技術(shù)降低高頻交易時(shí)延

在競爭日益激烈的高頻交易(HFT)世界中，速度是永遠(yuǎn)的優(yōu)勢。對金融行業(yè)來說，無論是在銀行業(yè)、支付、保險(xiǎn)業(yè)，還是資本市場，都需要處理很多并行數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的交易。尤其對于高頻交易來說，任何一個(gè)延時(shí)都是致命的。

想要做好高頻交易，基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要。有那么一種器件，就天然契合高頻交易的特點(diǎn)，它就是FPGA。

日前，AMD正式發(fā)布了的新一代Alveo UL3422加速卡，便是專為金融行業(yè)而生，并特別針對高頻交易進(jìn)行了大量優(yōu)化。它擁有2.34納秒的世界最低時(shí)延，能夠讓金融機(jī)構(gòu)、從業(yè)人員以前所未有的速度贏得先機(jī)。

為高頻交易而生，Alveo組合新成員

“AMD Alveo UL3422專為高頻交易而生，能夠?qū)崿F(xiàn)FPGA加速，在超低時(shí)延的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)硬件的自適應(yīng)，這樣可以更加快速地實(shí)行交易戰(zhàn)略，達(dá)到納秒級的速度，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)非常迅速的tick-to-trade交易速度，迅速進(jìn)行全球交易?！盇MD自適應(yīng)和嵌入式計(jì)算事業(yè)部Alveo加速卡高級產(chǎn)品線經(jīng)理Shyam Chander這樣介紹道。

根據(jù)Shyam的介紹，UL3422是AMD Alveo超低時(shí)延加速卡產(chǎn)品組合的最新成員，它基于一年前推出的Alveo UL3524產(chǎn)品開發(fā)而來，在保留UL3422諸多優(yōu)勢前提下，實(shí)現(xiàn)了更小的體積和更高的性價(jià)比。UL3422并非UL3524的縮小版，而是針對金融領(lǐng)域的特點(diǎn)，做了大量的優(yōu)化和差異化。總的來說，Alveo UL3422實(shí)現(xiàn)了性能與性價(jià)比之間的出色平衡。

具體從配置上看，UL3422整體基于Virtex UltraScale+ VU2P FPGA芯片，采用單片架構(gòu)，搭載了專門設(shè)計(jì)的GTF收發(fā)器，可進(jìn)行超低時(shí)延交易;帶有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、板載內(nèi)存與板對板連接;擁有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，分別是連接10G和25G的規(guī)格;支持FPGA的相關(guān)操作，比如多張卡的接口;能夠?qū)崿F(xiàn)和外部單元的交互，確保獲得精準(zhǔn)的時(shí)間戳記。

超高效率和性價(jià)比，UL3422的五重優(yōu)勢

UL3422針對金融領(lǐng)域的優(yōu)化是多方面，根據(jù)Shyam的介紹，共有五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

第一，GTF收發(fā)器是UL3422能夠大幅降低時(shí)延的核心。Virtex UltraScale+ VU2P是一款為超低時(shí)延交易設(shè)計(jì)的FPGA，相較于前幾代在架構(gòu)上進(jìn)行了顯著提升。VU2P采用了GTF專用收發(fā)器，對比之前VU9P上的GTY，時(shí)延從16納秒降低到僅僅2.34納秒，性能提升7倍之多。支持10G和25G應(yīng)用，同時(shí)保持了Virtex UltraScale+架構(gòu)的優(yōu)勢，表現(xiàn)出卓越的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和無震顫特性。

第二，針對交易的特點(diǎn)，充分發(fā)揮了FPGA的靈活加速特性。具體而言，F(xiàn)PGA架構(gòu)和DSP塊能夠針對不斷演進(jìn)的交易策略進(jìn)行靈活加速，內(nèi)置的嵌入式RAM也可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的迅速訪問和存儲，同時(shí)DDR4也可用于存儲訂單簿信息和歷史定價(jià)的數(shù)據(jù)。

第三，在體積方面，UL3422采用纖薄小巧的封裝設(shè)計(jì)，便于在更廣泛的場景中部署和應(yīng)用。

第四，在電源效率方面，UL3422同樣表現(xiàn)出色。盡管其尺寸更小、功能更強(qiáng)大，但功耗控制依然優(yōu)異，能夠?yàn)榭蛻粼诓渴饡r(shí)節(jié)省更多的能源成本，并降低總擁有成本(TCO)。

第五，UL3422的開發(fā)非常簡便，軟件生態(tài)非常豐富。借助AMD的開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)，用戶可以快速部署并優(yōu)化交易策略。無論是基于硬件的加速，還是深度定制的算法，AMD提供了靈活的設(shè)計(jì)平臺，支持包括硬件描述語言(RTL)設(shè)計(jì)、時(shí)延基準(zhǔn)測試、以及機(jī)器學(xué)習(xí)等多種高級功能。AMD提供豐富的IP工具包和生態(tài)系統(tǒng)的解決方案，可以進(jìn)行非常迅速地部署。此外，UL3422適用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的框架，支持PyTorch開發(fā)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量化，F(xiàn)INN編譯及生成RTL IP。

為什么FPGA在金融領(lǐng)域更受歡迎

如今，人工智能交易策略正在成為金融行業(yè)的大趨勢，隨著越來越多的金融科技公司將機(jī)器學(xué)習(xí)引擎加入交易管線，如此情勢下，F(xiàn)PGA器件的優(yōu)勢愈發(fā)凸顯。

Shyam認(rèn)為，相比GPU和ASIC，F(xiàn)PGA在金融行業(yè)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，F(xiàn)PGA具有可編程性，能夠適應(yīng)各種算法需求。例如，要實(shí)現(xiàn)利潤最大化，F(xiàn)PGA可以根據(jù)具體的算法進(jìn)行靈活調(diào)整，而不像ASIC或GPU那樣受限。另一方面，金融對超低時(shí)延有嚴(yán)格要求，F(xiàn)PGA通過GTF收發(fā)器實(shí)現(xiàn)了20納秒以內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，滿足了這種超低時(shí)延的需求。

雖然ASIC也有其優(yōu)勢和劣勢，但開發(fā)這種應(yīng)用需要大量的資本投入才能實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延。此外，ASIC的開發(fā)周期較長，可能需要12到18個(gè)月，這對于金融科技市場來說是難以接受的。因?yàn)榻鹑诳萍际袌鲋械乃惴ê秃弦?guī)要求不斷變化，而FPGA能夠快速適應(yīng)這些變化，幫助實(shí)現(xiàn)利潤最大化。

當(dāng)然，低時(shí)延應(yīng)用不僅存在于金融行業(yè)。作為一款專門為金融行業(yè)而生的產(chǎn)品，UL3422本身性能強(qiáng)大，所以其應(yīng)用也不會局限在金融行業(yè)。Shyam介紹，UL3422在科研活動中也會有非常出色的表現(xiàn)。比如，科研活動中很多數(shù)據(jù)饋送處理需要在交換機(jī)中完成，如果有一個(gè)交換機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)超低時(shí)延也會為科研活動注入很大的活力。目前已經(jīng)看到UL3422在金融科技以外的領(lǐng)域中應(yīng)用，相信在未來，這款產(chǎn)品還會擁有更多的應(yīng)用價(jià)值。