Đo lường dữ liệu thị trường CME để thiết kế bộ nhận HFT độ trễ thấp

Tóm tắt

Nghiên cứu xem xét cách các gói dữ liệu thị trường CME và giao dịch từ bộ khớp lệnh được gửi đến, rồi dùng các phép đo đó để đưa ra hướng dẫn thiết kế bộ nhận dữ liệu cho giao dịch tần suất cao. Bằng chứng dựa trên hơn một năm quan sát hợp đồng tháng gần nhất Nasdaq-100 E-mini, bao gồm dấu thời gian trên sàn của các gói dữ liệu và giao dịch, cùng một lần đối chiếu với bộ nhận dữ liệu đang chạy trong môi trường sản xuất.

Các tác giả nhận thấy bộ khớp lệnh định hình các đợt giao dịch dồn dập, trong khi đơn vị phát hành gửi các gói dữ liệu cách nhau khoảng 7.5 micro giây. Nếu bộ nhận xử lý gói trong khoảng thời gian đó, các gói đến trong khoảng đo không tạo thành hàng đợi và thiết kế một luồng xử lý được ưu tiên. Khi thời gian xử lý dài hơn, thời điểm các đợt dữ liệu đến có thể tạo ra phần đuôi hàng đợi kéo dài; chia chuỗi xử lý qua hai luồng có thể rút ngắn phần đuôi nếu làm giảm thời gian ở công đoạn chậm nhất, dù việc này làm tăng độ trễ trong xử lý thông thường. Khi thời gian xử lý gần bằng khoảng gửi của đơn vị phát hành, nghiên cứu quy độ trễ đuôi còn lại cho các gói nhiều thông điệp và thời gian xử lý biến thiên. Những phát hiện này liên quan đến dữ liệu thị trường được đo và điều kiện của bộ nhận; chúng không chứng minh rằng cùng một thiết kế luồng là tối ưu cho mọi hệ thống.

Ý chính

• Các cụm gói dữ liệu đến được định hình bởi các đợt giao dịch dồn dập từ bộ khớp lệnh, chứ không phải bởi việc đóng gói gói tin.
• Trong bối cảnh được đo, bộ nhận xử lý gói trong khoảng gửi của đơn vị phát hành thì hàng đợi do các gói đến trong khoảng đó không hình thành.
• Thiết kế hai giai đoạn dùng luồng xử lý có thể giảm phần đuôi hàng đợi khi rút ngắn công đoạn nghẽn.
• Khi thời gian xử lý gần bằng khoảng gửi của đơn vị phát hành, chi phí xử lý từng thông điệp và độ biến thiên thời gian xử lý quan trọng hơn số lượng luồng.

Thẻ

# 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.

Hiển thị toàn văn kèm ghi nguồn theo giấy phép của tài liệu gốc. Giấy phép: abstract CC0

Bản tóm tắt này do tác nhân nghiên cứu của Stratmill biên soạn từ tài liệu gốc; đây không phải bản sao của tài liệu.