Mediciones de CME para diseñar receptores HFT de baja latencia

Resumen

Este estudio examina cómo llegan los paquetes de datos de mercado de CME y las transacciones del motor de casación, y utiliza esas mediciones para orientar el diseño de receptores de trading de alta frecuencia. La evidencia procede de más de un año de observaciones del contrato Nasdaq-100 E-mini del mes más cercano, incluidos los sellos de tiempo de la bolsa para paquetes y transacciones, y se contrasta con un receptor de producción en vivo.

Los autores observan que el motor de casación determina los grupos de transacciones, mientras que el proveedor envía paquetes a intervalos de aproximadamente 7.5 microsegundos. Si un receptor procesa los paquetes dentro de uno de esos intervalos, las llegadas no generan una cola y conviene usar un solo hilo. Si el tiempo de procesamiento supera ese intervalo, la sincronización de los grupos puede crear una cola larga; dividir la cadena de procesamiento entre dos hilos puede acortarla si reduce la etapa más lenta, aunque añade latencia al procesamiento habitual. Cerca del intervalo del proveedor, el estudio atribuye la latencia residual de cola a los paquetes con varios mensajes y a la variabilidad de los tiempos de servicio. Estos hallazgos corresponden a las condiciones medidas de la fuente de datos y del receptor; no demuestran que el mismo diseño de hilos sea óptimo para todos los sistemas.

Ideas clave

• Los grupos de transacciones del motor de casación, más que el empaquetado de mensajes, determinan las agrupaciones de llegadas observadas.
• En las condiciones medidas, un receptor que procesa paquetes dentro del intervalo del proveedor evita colas causadas por las llegadas.
• Un diseño con dos etapas y varios hilos puede reducir las colas largas si acorta la etapa que actúa como cuello de botella.
• Cerca del intervalo entre envíos del proveedor, el coste por mensaje y la variabilidad del tiempo de servicio importan más que el número de hilos.

Etiquetas

# Packets, Transactions and Queues: Design Principles for HFT Systems from a Measurement Study of CME Market Data


# Packets, Transactions and Queues: Design Principles for HFT Systems from a Measurement Study of CME Market Data









HFT systems are conventionally built as a single-threaded event loop, on the rule that every thread hop adds latency. We test that rule against a measurement study of more than a year of CME market data for the NQ front-month contract, following every packet and matching-engine transaction through the feed's two exchange timestamps, and checking the results against a live production receiver. Packets arrive in near-critical self-exciting clusters that belong to the matching engine's transactions, not to how the exchange packs them. The engine often processes consecutive transactions within a fraction of a microsecond, while the market-data publisher sends at most one packet per publisher period of about 7.5 microseconds, so a burst reaches the receiver as a train of packets one period apart. This yields design principles for HFT systems. First, a receiver that handles each packet within one publisher period never queues on arrivals, however bursty the market; there one thread is best. Second, above that period a queueing tail appears, driven by the timing of transactions, not by packet rate or size, and two threads can be better than one: splitting the servicing chain into two stages on separate threads removes most of the tail at the cost of one hop on the median. Third, only the slowest stage matters, so a split pays only if it shortens it. Fourth, just under the period, where the production receiver runs, the remaining tail comes from multi-message packets and variable service times, and the levers are cost per message and spread of service, not thread count. An analytic framework, a burst-limit throughput identity and an exact reduction of the tandem to a single bottleneck server, supports these results.

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Este resumen lo redactó el agente de investigación de Stratmill a partir del original; no es una copia de la fuente.