申萬宏源：證券低時延交易系統(tǒng)全鏈路自主可控創(chuàng)新實踐 |論壇實錄

由中科馭數(shù)主辦的第二屆證券基金行業(yè)先進計算技術(shù)大會暨2024低時延技術(shù)創(chuàng)新實踐論壇（上海站）在上海舉行。會上各位嘉賓深入的分享，吸引了不少行業(yè)同仁對本次會議干貨內(nèi)容的關(guān)注。特此，中科馭數(shù)整理部分演講者發(fā)言實錄，與大家共享。

本次首篇分享來自申萬宏源聯(lián)合實驗室低時延技術(shù)負責(zé)人張宏的主題演講——《證券低時延交易系統(tǒng)全鏈路自主可控創(chuàng)新實踐》。作為證券機構(gòu)代表及申萬宏源低時延實驗室的技術(shù)負責(zé)人，張宏在會上分享了申萬宏源聯(lián)合實驗室在信創(chuàng)生態(tài)下的探索實踐，以多組實驗室業(yè)務(wù)系統(tǒng)測試結(jié)果詳實地呈現(xiàn)了當(dāng)前信創(chuàng)低時延基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)演進成果和市場圖譜。

以下為申萬宏源張宏演講文字實錄：

大家下午好！

今天，我代表我們申萬宏源與各位嘉賓、各個行業(yè)的專家一起交流和探索關(guān)于信創(chuàng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)話題。今天帶來的分享主題是《證券低時延交易系統(tǒng)全鏈路自主可控創(chuàng)新實踐》，副標(biāo)題是《信創(chuàng)低時延基礎(chǔ)架構(gòu)新探索和應(yīng)用的最佳實踐》。

申萬宏源聯(lián)合實驗室于2022年5月完成國內(nèi)市場調(diào)研后，在9月份與國內(nèi)多家軟硬件廠商聯(lián)合成立。聯(lián)合實驗室涵蓋了低時延、AI智能投研等多個模塊，其中我主要負責(zé)低時延模塊。因此，我今天的分享將重點圍繞低時延方面的信創(chuàng)實驗展開。

在國產(chǎn)信創(chuàng)大背景下，證券公司需要同時推進公司金融科技進程和系統(tǒng)信創(chuàng)化改造，需要占據(jù)信創(chuàng)生態(tài)下的金融科技競爭先發(fā)優(yōu)勢，形成支持業(yè)務(wù)發(fā)展的技術(shù)亮點。傳統(tǒng)極速交易以國外產(chǎn)品為主，如何在信創(chuàng)生態(tài)下做到極速交易的速度優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢，業(yè)界同樣處于探索階段。硬件與硬件的適配、設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的適配、硬件與OS的適配、OS與應(yīng)用的適配，都需要自行研究驗證。

申萬宏源聯(lián)合實驗室信創(chuàng)低時延項目也是希望以靈活彈性，集約高效底座支撐，推動信創(chuàng)的改造。自2023年5月啟動籌備、協(xié)調(diào)資源以來，我們已經(jīng)在9月份進行了基礎(chǔ)設(shè)施測評。隨后10月份，在基礎(chǔ)設(shè)施測評的基礎(chǔ)上，我們又進行了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的測試。到了11月份，我們也與軟硬件廠商和專家共同進行了全鏈路調(diào)優(yōu)。整體來看，信創(chuàng)低時延實驗室在不斷迭代，持續(xù)改進。

我們信創(chuàng)低時延實驗室引入了科學(xué)度量統(tǒng)計工具，有的放矢地進行全鏈路分析，找出痛點，并調(diào)動資源和力量進行調(diào)優(yōu)，以達到最佳業(yè)務(wù)效果；為了確保公平和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們還采用了控制變量法進行測評，充分驗證不同場景下的低延時技術(shù)性能，并向周邊系統(tǒng)推廣以及形成公司整體技術(shù)優(yōu)勢，技術(shù)輸出。

具體實驗室度量工具和方法論：

· 交換機測試環(huán)境與方法

采用控制變量法針對 9 個不同品牌交換機，16 種不同模式進行了打點測試。

· 服務(wù)器測試環(huán)境與方法

采用標(biāo)準(zhǔn)intel官方測試方法Linkpack、MLC，針對當(dāng)前最高性能的KP 3.0、HG 三號、Intel超頻服務(wù)器進行測試對比。

并針對當(dāng)前市場主流低時延網(wǎng)卡Solarflare X2522作為基準(zhǔn)，采用開源工具cns-sfnet-test、cns-sysjitter，評測中科馭數(shù)低時延網(wǎng)卡性能。

· 軟件系統(tǒng)測試環(huán)境與方法

軟件系統(tǒng)測試分為非信創(chuàng)方案與信創(chuàng)方案。針對基礎(chǔ)設(shè)施表現(xiàn)較好的對照組，結(jié)合快速交易軟件系統(tǒng)，得到全鏈路時延最優(yōu)的方案。

接下來，我將重點分析下本次實驗室聚焦信創(chuàng)高頻極速交易領(lǐng)域，在基礎(chǔ)設(shè)施測評、以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)測評下的不同技術(shù)性能表現(xiàn)的數(shù)據(jù)對照情況，并將全信創(chuàng)方案與非信創(chuàng)方案進行比對，驗證核心業(yè)務(wù)全信創(chuàng)改造可能性。

■ 實驗室基礎(chǔ)設(shè)施測評

交換機方面，我們選用了市場主流的交換機進行橫向測試，涉及從L1、L1.5、L2到L3層的9個不同品牌。L2&3交換機中，目前國產(chǎn)HW6885與國際廠商同處于納秒級水平，雖然略有差距，但能夠接受，而且這個差距也是在快速追趕之中。L1&1.5交換機的測試結(jié)果還是令我驚訝的，T804與H3 616功能齊全，與國際廠商的主流交換機A 713性能處于第一梯隊?？梢哉f，國內(nèi)外廠商基礎(chǔ)設(shè)施交換機領(lǐng)域已經(jīng)呈現(xiàn)追趕的技術(shù)趨勢。

CPU網(wǎng)絡(luò)性能延時測評方面，在國產(chǎn)信創(chuàng)服務(wù)器相比intel主流產(chǎn)品主頻相差一倍情況下，性能差距約為23%-27%。小包場景（256bytes以下），KP 920與HG 三號表現(xiàn)相當(dāng)；大包場景（256bytes及以上），KP 920更具優(yōu)勢（KP 主頻略高）。

服務(wù)器方面，我們分了四個方案來進行橫向測評，分別是KP+中科馭數(shù)+QL、HG+中科馭數(shù)+QL、Intel+中科馭數(shù)+ CentOS、Intel+ Solarflare+ CentOS。測試結(jié)果顯示，相比當(dāng)前生產(chǎn)環(huán)境中普遍使用的Intel+Solarflare方案，Intel+中科馭數(shù)方案更具有時延優(yōu)勢。全信創(chuàng)方案相比非信創(chuàng)方案，在金融證券常用的64、128、256bytes表現(xiàn)接近，差距在5%左右。

基礎(chǔ)設(shè)施最后一個測的是實驗室全信創(chuàng)環(huán)境和生產(chǎn)半信創(chuàng)環(huán)境的對比。這組測試中，服務(wù)器、主頻、操作系統(tǒng)都是一樣的，唯一不同的是，生產(chǎn)環(huán)境下網(wǎng)卡使用的是CX5，交換機是3548，而實驗室環(huán)境是中科馭數(shù)2200N+HW 6885。相比當(dāng)前半信創(chuàng)生產(chǎn)環(huán)境，采用HW CE6885 + KP 920 + 中科馭數(shù)SWIFT-2200N，在全信創(chuàng)環(huán)境下整體提升6% - 11%，這給了我們整個信創(chuàng)改造很大的信心。

■ 實驗室基礎(chǔ)設(shè)施測評

在上面基礎(chǔ)設(shè)施測評的基礎(chǔ)上，我們也疊加測試了A廠和D廠兩家業(yè)務(wù)系統(tǒng)。接下來看下A廠和D廠快速交易系統(tǒng)的非信創(chuàng)方案和信創(chuàng)方案的不同表現(xiàn)：

A廠快速交易系統(tǒng)

在A廠快速交易系統(tǒng)的非信創(chuàng)方案來看，基于（搭載Intel(R) i9-10980XE）的超頻服務(wù)器進行多種不同測試模型驗證測試的結(jié)果顯示，A廠柜臺在使用中科馭數(shù)網(wǎng)卡時上下行性能表現(xiàn)更好，時延領(lǐng)先14% - 17%。

A廠快速交易系統(tǒng)的全信創(chuàng)方案采用KP 920服務(wù)器、HW 6885交換機、中科馭數(shù)2200N低時延網(wǎng)卡，組成全信創(chuàng)解決方案。上行穿透時延保持在5us左右，下行3.x us左右，能夠滿足極速交易的業(yè)務(wù)需求。

A廠信創(chuàng)方案全鏈路應(yīng)答時延為相比非信創(chuàng)時延上下行時延均有增加，但整體時延保持在個位數(shù)微秒以下，全鏈路延時保持同一微秒級水平，能夠滿足極速交易的業(yè)務(wù)需求。

D廠快速交易系統(tǒng)

在D廠快速交易系統(tǒng)的非信創(chuàng)方案來看，基于當(dāng)前性能最優(yōu)（搭載Intel(R) i9-13900KS）的超頻服務(wù)器，與Arista7150構(gòu)成的集成測試環(huán)境中，D廠柜臺在使用中科馭數(shù)網(wǎng)卡時性能表現(xiàn)同樣也是最佳的，柜臺應(yīng)答全鏈路時延領(lǐng)先17%。

信創(chuàng)方案上行穿透延時中位數(shù)3.66 us，非信創(chuàng)上行穿透時延為中位數(shù)1.18 us。全鏈路延時保持同一微秒級水平，能夠滿足極速交易的業(yè)務(wù)需求。

另外，我們在一家深度合作的私募客戶實盤測速過程中，中科馭數(shù)在真實行情表現(xiàn)中，多數(shù)包時延表現(xiàn)強于Solarflare X2522，在行情快照中位&平均數(shù)、逐筆成交中位&平均數(shù)、逐筆委托中位數(shù)均具有優(yōu)勢。

■ 實驗室2024年計劃

最后，實驗室2024計劃依然是繼續(xù)探索研究金融證券行業(yè)全信創(chuàng)基礎(chǔ)架構(gòu)的最佳實踐和解決方案。首要任務(wù)是對國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)以及服務(wù)器進行全面橫評，涵蓋性能、可靠性、并發(fā)度、兼容性、內(nèi)存性能、IO性能、功耗等多個方面。

2024年的測試圖譜主要聚焦點包括硬件的兼容性，以及軟件證券行業(yè)主流廠商。在網(wǎng)絡(luò)方面，我們關(guān)注帶寬、時延、穩(wěn)定性和磁盤的隨機讀寫。對于全信創(chuàng)網(wǎng)關(guān)，我們今年已經(jīng)申請了將實盤行情引入實驗室環(huán)境，以進行更全面的行情測試。

全鏈路延時統(tǒng)計度量路徑上，我們也會從進行行情服務(wù)器調(diào)優(yōu)、策略機調(diào)優(yōu)、極速交易柜臺調(diào)優(yōu)、交易報盤服務(wù)器調(diào)優(yōu)、以及全鏈路部署調(diào)優(yōu)。整個優(yōu)化過程中，我們也要提供更智能的負載親核設(shè)置、更深度的系統(tǒng)底座優(yōu)化、提供更靈活、智能的電源管理方案、更低時延的網(wǎng)絡(luò)通信解決方案。

以上就是我今天的主題分享，謝謝大家。