在金融行業的高頻交易中，每一納秒都至關重要，會導致從盈利幾百萬美元到巨額虧損之間的差別。正是在這樣的背景下，AMD推出了其最新的金融科技加速卡——Alveo??UL3422。這款加速卡不僅滿足了金融機構對高性能和低時延的迫切需求，還以其獨特的優勢引領著金融交易的新時代。
“在金融行業的高頻交易中，每一納秒都至關重要。從某種程度上來說，高頻交易就是一場超低時延競賽。”AMD自適應和嵌入式計算事業部Alveo加速卡高級產品線經理Shyam Chander日前在AMD Alveo™ UL3422金融科技加速卡媒體溝通會上如是說。
AMD自適應和嵌入式計算事業部Alveo加速卡高級產品線經理Shyam Chander
所謂的“高頻交易”，是指主流的自營交易公司、對沖基金、經紀公司和交易所利用強大的計算機系統和復雜算法，非常迅速地實現tick-to-trade(從接收市場數據到執行交易訂單所需的時間)交易。換句話說，就是利用市場上非常小的價差以及市場的低效，在短時高頻發生的交易，通過這樣的方式來獲得利潤。其核心特點包括以下三點：
- 低延時。幾微秒之差就會導致從盈利幾百萬美元到巨額虧損之間的差別。
- 基礎設施建設非常關鍵。要進行高頻交易經常需要在交易所租用服務器，實現服務器共置來獲得優勢。很多的高頻交易公司都選擇在交易所進行基礎設施的部署。而且，除了基礎設施外，產品尺寸、機架服務器數量，對于高頻交易來說也非常重要。
- 算法也能夠給高頻交易帶來優勢，通過不斷演進的算法打造差異化優勢，能夠幫助交易商實現監管合規，這對效率也非常重要。
其實，在當今瞬息萬變的金融市場中，各行各業都面臨著前所未有的挑戰與機遇，需要超低時延的場景不僅僅只有“高頻交易”。在銀行業，欺詐檢測、風險計算、監管計算和客戶體驗必不可少；在支付行業，流暢的實時支付、交易分析、身份盜竊防范不可或缺；在保險業，智能文檔處理、智能索賠、精算建模也都需要快速響應。
正是在這樣的背景下，AMD推出了其最新的金融科技加速卡——Alveo™ UL3422。這款加速卡不僅滿足了金融機構對高性能和低時延的迫切需求，還以其獨特的優勢引領著金融交易的新時代。
詳解AMD Alveo™ UL3422
作為AMD Alveo™超低時延加速卡產品組合中的最新成員，基于Virtex UltraScale+ VU2P FPGA打造的Alveo™ UL3422加速卡采用了全新的收發器架構，能夠在進行16位操作時達到644MHz的時鐘速度，可高效傳輸市場數據。該器件還集成了固化的以太網MAC和PCS IP，可實現超低延遲數據傳輸和控制管理，并簡化了ULL交易的時序收斂。該卡的FPGA和收發器架構配有兩個網絡端口，分別支持10Gb/s和25Gb/s數據傳輸速率，符合大多數市場交易所的運行標準。
與之前的架構相比，得益于GTF收發器的使用，Alveo™ UL3422加速卡在收發器時延方面實現了7倍的降低，這標志著AMD在超低時延交易技術領域的又一次重大突破。而如果與AMD Virtex™ UltraScale+™ VU9P FPGA相比，AMD Alveo™ UL3422加速卡在tick-to-trade時延方面實現了40-49%的顯著降低，為金融機構帶來了更加高效的交易處理能力。
在談及GTF與GTY的主要區別時，Shyam Chander介紹稱，GTF收發器是專為Virtex UltraScale+ VU2P FPGA芯片設計的，專為超低時延市場量身定制；GTY收發器技術則被廣泛應用于Virtex UltraScale+系列的所有納米級別產品，包括16納米產品中。
此外，AMD Alveo™ UL3422加速卡還采用了先進的FPGA架構和DSP塊，這些硬件資源能夠針對不斷演進的交易策略進行靈活加速。嵌入式RAM的加入，使定價數據、交易記錄等關鍵信息能夠實現快速內存存取，進一步提升了交易處理的效率。同時，DDR4存儲技術的運用，則為訂單簿信息、歷史定價數據等提供了充足的存儲空間，確保交易系統的穩定運行。
為了簡化開發流程，AMD還提供了豐富的參考設計、工具以及生態系統IP，幫助金融機構快速實現交易系統的搭建與優化。這使得Alveo™ UL3422加速卡不僅易于集成，還能在短時間內實現高效的交易處理能力。
“Alveo UL3422能夠進行實時的數據送達和交易執行，算法支持交易前的風險檢測，無論是經紀商還是交易商都有著風險管控的需求，通過這樣的方式能夠減少錯誤的發生，并且更好地滿足合規要求。”Shyam Chander說。
尋找性能與成本的平衡
纖薄的尺寸規格是Alveo™ UL3422的另一看點。數據顯示，Alveo UL3422采用纖薄 FHHL(全高半長)外形尺寸設計，在實際部署中，這樣的尺寸規格極具性價比，可以降低進入門檻，實現廣泛采用。
Shyam Chander說，在交易所主機共置環境中，這種優勢尤為突出。因為對于需要主機共置以確保最低時延的交易所而言，資本支出與運營支出、機架空間、能源、網絡以及數據饋送等因素對盈利能力至關重要。對于市值超過100萬億美元的全球前25大證券交易所而言，這種高性能、高性價比的部署方案無疑具有極大的吸引力。
與一年前推出的Alveo UL3524加速卡相比，UL3422精簡了功能集，但保留了核心的低時延交易加速能力。同時，它優化了連接性和板載內存，使部署成本更加合理。纖薄的尺寸規格使UL3422非常適合1U服務器，能夠針對機架空間、電力輸送和主機共置開銷進行優化，從而降低整體運營成本。
此外，AMD Alveo™ UL3422加速卡還靈活適用于2U和4U服務器配置，這意味著每臺服務器可以部署更多的加速卡，進一步提升交易處理能力。
易于開發和實現快速交易
對于傳統FPGA開發者，AMD Alveo™ UL3422加速卡提供了靈活應變的硬件加速能力，使得高頻交易公司能夠持續優化其交易策略，并適應交易、算法及監管要求的不斷演進。開發者則可以利用熟悉的FPGA工具流程，借助AMD Vivado™設計套件進行RTL（寄存器傳輸級）設計，從而輕松實現交易算法的硬件加速。
為了幫助開發者更好地評估時延并集成自定義算法，AMD還提供了針對時延基準測試的參考設計。這些參考設計不僅有助于開發者快速上手，還能確保他們在開發過程中達到最佳的性能表現。
此外，AMD豐富的IP工具包和生態系統解決方案，包括與多個生態系統合作伙伴的合作，如Exegy、FINN和Xelera等，提供了廣泛的IP和開發框架，以實現交易解決方案的快速實施。
例如，Exegy的nxFramework為金融行業提供了高效構建和維護超低時延FPGA應用的環境；還可以采用FINN編譯器來優化其性能，完美適配工業標準框架，用戶可以輕松地將神經網絡模型編譯并生成對應的RTL IP，進一步提升產品的靈活性和適用性；而Xelera Technologies則助力應對高頻交易中機器學習算法的時延缺陷，提供實時的、基于機器學習的交易決策。
金融科技為何垂青FPGA加速卡？
Shyam Chander表示，FPGA在這一過程中的價值和優勢主要體現在兩個方面：首先，FPGA的可編程性使其能夠適應各種算法需求，實現利潤最大化和特定算法的無縫連接，這是ASIC或SSD無法實現的；其次，針對金融科技對超低時延的嚴格要求，FPGA加速卡通過其GTF收發器能夠在20納秒內完成數據傳輸，從而滿足超低時延的需求。
而且，金融領域許多交易商開始采用AI交易策略，這些策略與FPGA的靈活加速計算能力結合成為一種趨勢。在金融科技領域，AI應用正逐漸從非核心部分轉變為交易管線的關鍵組成部分。
為此，AMD也為不同時間要求的交易方案設計了完整的算法交易產品組合：超低時延解決方案，包括新推出的Alveo UL3422與先前的Alveo UL3524，均滿足低于20納秒的時延需求；標準化產品Alveo V80提供低于100納秒的低時延FPGA交易，適配各類計算與內存資源；Alveo X3522支持低于1000納秒的低時延CPU交易，兼容EPYC與銳龍處理器，滿足多樣工作負載。
如果從金融領域推而廣之，和低時延相關的應用領域(科研和智能駕駛)，也都是Alveo UL3422加速卡的潛在應用領域。例如科研領域中，許多數據饋送處理需要在交換機中完成，超低時延的芯片能力對于這些應用至關重要。
總體而言，AMD Alveo™ UL3422金融科技加速卡以其超低時延交易執行、纖薄尺寸規格以及輕松開發的特點，為金融機構提供了強大的交易加速支持。Shyam Chander 強調稱，AMD正在通過高性能和自適應計算技術，積極推動金融服務領域的數字化轉型，為金融市場帶來更多高效、智能的解決方案，引領算法交易進入新時代。
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