「ハイ・フリクエンシー・トレーディング・インフラストラクチャ」を検索すると、通常、FPGAsやナノ秒に関するエンジニアリングブログか、コロケーションラックの販売ページのどちらかを見つけることができます。どちらも正確です。どちらも、そのスタックのどの部分が重要であるかを教えてくれません。 あなたの 取引、または特定の戦略に「十分迅速に対応できる」ための費用。
このガイドはこれの両方をこなします。まず、低遅延取引システムの実際のアーキテクチャを、HFT会社がそれを構築する過程で、層ごとに詳しく解説します。次に、3つの層（機関HFT、小規模プロップショップやファンド、小売りのアグリビュートトレーダー）を比較し、それぞれでどの部分に資金が流れるかを示します。ポイントは、良いインフラとはどこにボトルネックがあるかにかかっているということです。ほとんどの個人トレーダーにとって、ボトルネックは自分のハードウェアにあるわけではありません。
「HFTインフラ」とは実際にはどういう意味ですか？
HFTインフラストラクチャとは、取引所で価格が変動してから注文が戻ってくるまでの間のすべてのことです。実際には、以下の5つの層に分けられます：
- 場所: あなたのサーバーが取引所のマッチングエンジンやブローカーの取引サーバーと物理的にどのように配置されているか（コロケーション、プロキシホスティング、同じデータセンター内のVPS、自宅のPCなど）。
- ネットワークビットの移動方法：データセンター内のクロスコネクション、都市間のファイバーまたはマイクロ波接続、スイッチ、ネットワークカード。
- ハードウェアCPU、メモリ、ネットワークカード、そして最上位ではFPGA（ハードウェア上で直接取引ロジックを実行するプログラム可能なチップ）。
- ソフトウェア取引システム自体、つまりフィードハンドラー、オーダーブック作成ツール、ストラテジーエンジン、リスクチェックとオーダーゲートウェイ、さらにその下のオペレーティングシステムの調整が含まれます。
- 市場へのアクセスとデータ取引するプロトコル（ネイティブ取引プラットフォームのバイナリープロトコル、FIX API、MetaTrader ブリッジ、暗号通貨 WebSocket API）と、反応する価格フィードの品質。
企業は最初の4つの層に何百万ドルも投資しても、より優れた5つの層を持つ相手に負けることがあります。その逆も同様です。それぞれを詳しく説明しながら、それを覚えておいてください。
取引開始までのプロセス：低遅延取引システムの構造
HFTエンジニアが最も関心を持つ数値は ティックトゥトレードの遅延マーケットデータパケットがネットワークカードに到達する時点から、注文パケットがそのネットワークカードから離れるまでの時間です。これはお客様のシステムのみを測定します。取引所およびネットワークの時間は別々に追跡されます。この数値が示す経路は以下の通りです。
1. マーケットデータフィードの処理者
取引所は価格を小さなパケットのストリームとして送信します。株式市場や先物取引所ではマルチキャストを使用し、仮想通貨取引所やFXブローカーのほとんどはWebSocket、FIX、またはMetaTrader接続で価格を送信します。フィードハンドラーはこれらのパケットを内部イベントに変換します。最先端では、この処理はネットワークカードまたはFPGAで行われ、パケットはCPUがそれを見る前にデコードされます。
2.注文書作成ツール
デコーディングされたイベントは、オーダーブックのローカルコピーを更新します。これは些細なことのように聞こえるかもしれませんが、シーケンス番号、ギャップ、順序外のパケット、再同期化が、多くの自家製システムが機能しない原因になっています。高速でも間違っているブックは、役に立たないことよりも悪いのです。
3. 戦略またはシグナル エンジン
この段階では行動するかどうかが決まります。マーケットメイキングでは、価格を再調整します。レイテンシ・アービトラージでは、高速基準価格と遅い取引所の価格を比較します。統計アービトラージでは、スプレッドモデルを更新します。大手取引所では、このコードはメモリーの割り当てやロック、ホットパスでのシステムコールを一切必要としません。なぜなら、それぞれはランダムな瞬間にマイクロ秒単位のコストを発生する可能性があるからです。
4. 取引前のリスクチェック
注文が発送される前に、ポジション、注文サイズ、価格コラルの制限、メッセージレートが適用されます。規制対象の取引所では、直接市場へのアクセスを確保するためにこれらのチェックが必要なので、省略することはできません。技術的な課題は、これらのチェックを削除するのではなく、安価にすることです。
5. 注文ゲートウェイ
ゲートウェイは会場が使用する言語に応じて注文をエンコードします。ネイティブのバイナリプロトコルであるFIX、ブローカーのMetaTraderブリッジ、または暗号通貨向けのREST/WebSocketの注文APIです。このプロトコルだけでも、画を大きく変えることができます。弊社による比較 FIX API と MT4 間の実行の橋渡し FXについては詳細に解説しています。
場所：コロケーション、近接型ホスティング、データセンターマップ
光ファイバの光は真空中で約3分の2の速度で伝達されます。その速度は約200km/ミリ秒です。ソフトウェアの工夫でその速度を上げることはできません。そのため、最初のインフラ整備の決定は常にその速度を決定するものです。 どこに.
- コロケーション これは、取引所のマッチングエンジンと同じ建物内にラックスペースを借りて、短いクロスコネクトケーブルで接続するという意味です。取引所ではケーブルの長さを調整することが多く、そのためすべてのコロケーションクライアントは同じ距離を利用できます。
- 近接型ホスティング それは近くにあるデータセンターのことです。数キロ離れています。これはより安く、最も競争が激しい大手企業ほど高速ではないほとんどの戦略には十分な速度を備えています。
- FX専用のハブspot FXには単一の取引所はありませんので、取引はいくつかのデータセンターで集約されています。Equinix LD4（ロンドン）、NY4（ニューヨーク地域）、TY3（東京）は多くの流動性プロバイダー、ECN、ブローカー取引サーバーをホストしています。 LD4、NY4、TY3でのVPSの選択ガイド あなたのブローカーがどの取引プラットフォームを使用しているかを調べる方法を説明しています。
コロケーションの価格はラック単位または部分ラック単位で設定され、電力およびクロスコネクションごとに月額料金が追加されます。ハードウェアを購入する前に合計費用は通常月に数千ドルに達し、交換接続およびマーケットデータライセンスも追加されます。そのため、これは機関向けのツールです。
ネットワーク：ファイバー、マイクロ波、ジッター
都市間では、最速の企業が光ファイバーをライン・オブ・サイトースペースに切り替えた。 マイクロ波およびミリ波 リンクは、空気による無線通信は光の速度に近い速度で移動するため、ファイバーによる通信はより遅く、ほとんど直線ではないからです。シカゴからニューヨークまでのルートでは、最速のファイバー通信は約13ミリ秒で、マイクロウェーブ通信は約8ミリ秒です。この差は、ネットワーク構築に数百億ドルもの費用を要しました。マイクロウェーブ通信は帯域幅が小さく、大雨の時でも信号が弱まるため、企業は代わりにファイバーではなくマイクロウェーブ通信を使用しています。
データセンター内部では、サブマイクロ秒のポート間レイテンシーを持つスイッチ、カーネルバイパスをサポートするネットワークカード、ハードウェアタイムスタンプが重視されます。ここで重要な指標は ジッター 平均よりも多い：平均で10マイクロ秒のシステムだが、99パーセンタイルでは2ミリ秒となるシステムは、重要なトレードを完全に失ってしまう。パーセンタイルは再び登場する。 外国為替取引におけるレイテンシーのホップバイホップの分解.
ハードウェアとソフトウェアのコツ、そしてそれぞれが購入するものは何か
| テクニック | それがする役割 | 典型的なゲイン（大きさの順序） | 誰がそれを必要とするのか |
|---|---|---|---|
| カーネルバイパス | このアプリケーションは、ネットワークカードからパケットを直接読み取り、オペレーティングシステムのネットワークスタックをスキップします。 | 10マイクロ秒から数マイクロ秒まで | マイクロ秒レベルでの競争を繰り広げる企業 |
| CPUの固定化と分離 | ホットパス専用のコア、割り込みなし、その他のプロセスなし | 主にジッターのスパイクを解消します | 自分専用のサーバー上で本格的なシステムを稼働させる人 |
| FPGA | フィードのデコード、シンプルなシグナル、およびハードウェアで実装されたオーダーエンコード | マイクロ秒未満で取引可能 | トップレベルのHFTレースでキュー位置を争う |
| ハードウェアのタイムスタンプと PTP | マシン全体に正確なクロックを搭載しているので、あらゆる動きを計測できます | 速度は上がらないが、ついに時間は何処へ行くのかがわかる | 誰もが遅延を真剣に測定する |
| リーンな、割り当て不要なコード | ロックがない、ゴミ収集の停止がない、ホットパスでのシステムコールがない | ランダムなミリ秒単位のスタッディングを解消 | あらゆるレベルの自動トレーダー全員 |
各行はマイクロ秒を消費し、それが重要になるのは、取引の勝敗を左右するマイクロ秒がなければならない場合だけです。キューポジションを競う取引所市場メーカーにとってはそうですが、注文がブローカーのデリバリーデスクを経由して20ミリ秒の遅延で処理されるトレーダーにとっては、それは無関係です。これらが階層へとつながります。
HFTインフラの3つの層を比較
| 機関型ハイテク取引 | 小物店／基金 | 小売業のアビュート取引業者 | |
|---|---|---|---|
| 場所 | 各取引所のコロケーション | コロケーションまたは近接ホスティング（多くの場合、共有） | ブローカーのデータセンター内のVPS（LD4、NY4、TY3） |
| 市場へのアクセス | 直接交換のメンバーシップ、ネイティブプロトコル | スポンサーアクセス、FIX | MetaTrader、cTrader、FIXによるブローカーアカウント |
| 独自のシステム遅延 | サブマイクロ秒から数 µs まで | マイクロ秒から数 µs まで | サブミリ秒から数ミリ秒まで |
| 主なボトルネック | 競技者のスピード | ネットワークと会場へのアクセス | ブローカーによる執行とフィードの品質 |
| 粗利稼働コスト | 年間数百万 | 年間10万から数百万 | VPSの月額費用は約30〜150ドル、それにソフトウェアとフィードが必要になります |
コスト行を見積もりではなく、大きな数値として扱う。そこには、ティアが互いに競合していないことが示されている。小売りのレイテンシー・アドバタイズメント・トレーダーは、取引所市場のメーカーと競合しているわけではない。彼らは高速な価格源とミリ秒単位で計測される遅延のあるブローカーとの間の遅延を利用しているため、インフラストラクチャは明確に高速である必要があるだけだ。 そのブローカーの 実行。しかし、絶対的な速度は必要ではありません。
暗号通貨のHFTインフラ：違いは何ですか？
このスタックの仮想通貨版は3つの点で異なる：
- コロケーションではなくクラウド地域での導入. 多くの大手取引所はマッチングエンジンをパブリッククラウドのリージョンで運用しているため、コロケーションとは通常、同じクラウドリージョンと可用性ゾーンを選択することを意味します。一部の会場では大規模な顧客向けに専用の低遅延接続サービスを提供しています。
- ネイティブフィードではなくAPIを使用する。 マーケットデータはWebSockets経由で送られてくるほか、注文はRESTまたはWebSocketの注文APIを通じて処理されます。レート制限とアカウントごとのウェイトが適用されます。設計の決定は、その制限よりもむしろ実際の速度によって左右されます。当社のガイド アグリゲーションのために仮想通貨取引所APIへの接続 料金制限予算、注文簿同期、および主要なセキュリティをカバーします。
- 多くの会場が24時間体制で営業しています。 クロス・エクスチェンジ戦略は複数の地域で同時に実行され、再接続、メンテナンス期間、および部分的な停止がいつでも発生する可能性があります。
一般的なルールは依然として適用されます：コントロールできない最速のハップを見つけ、それよりも先に立ち続けるために十分なインフラを構築しましょう。
小売業のレイテンシー・アービトラージのトレーダーが実際に必要としているもの
もしお客様の戦略が、小売FXまたはCFDブローカーにおけるレイテンシ・アービトラージである場合、影響の順序としては以下のチェックリストが重要です：
- サーバーをブローカーの隣に置きます。 ブローカーの取引サーバーと同じデータセンターにあるVPSでは、通常、自宅から50〜150ミリ秒のラウンドトリップが、わずか数ミリ秒にまで短縮されます。これに匹敵するアップグレードはありません。
- 本物の高速な参考価格を使用してください。 エッジとは、2つの価格の間のギャップのことです。もしあなたの「高速」フィードがブローカーのより高速ではない場合、あなたのその他のインフラはそれに対応する機能を持っていません。
- ブローカーが提供する最速の接続方式を選択してください。 FIX API セッションまたは適切に設定されたブリッジは、一部のブローカーでは標準のターミナルパスよりも大幅に高速に実行できますが、他のブローカーではその差は小さくなります。測定してください。
- VPSを清潔に保つ。 専用のリソース、CPUを競う追加の端末やブラウザーはなく、安定したタイム同期を実現します。ここでは、速度の高さよりも一貫性が重要です。
- pingではなく、往復の距離を測定してください。 シグナルから補充確認までの時間をログに記録します。サーバーのIPへのpingは、注文の補充にかかる時間に関する非常に少ない情報しか示しません。
そのVPS上で動作するソフトウェアが、これらの部分を機能するシステムへと変える役割を果たします。 レイテンシアービトラージソフトウェア この設定向けに構築されています。高速フィードとブローカーセッション（MT4、MT5、cTrader、FIX）が1か所に接続されており、比較および注文ロジックはお客様が管理するサーバー上で実行されます。
一般的なインフラの欠陥
- ボトルネックがない場所でスピードを上げる。 自宅にあるオーバークロックされたCPU搭載のゲーミングPCは、ロンドンにあるブローカーと80ms以上も差がある。場所が第一であり、ハードウェアが第二である。
- 平均値を最適化し、テールを無視する。 通常は高速な接続ですが、1時間に300ミリ秒ほどで停止するような接続は、最も混み合った時間帯に大きな遅延を生じます。
- ブローカーがロンドンにあると仮定すると、それはその会社の事情によるものです。 VPSのレンタル前に、サーバーの所在地の都市が会社の本社と異なることを確認してください。
- インフラを恒久的なものとして扱う。 ブローカーはサーバーを移行し、ブリッジを変更します。いかなる不明なフィルの変化があった場合にも再測定を行います。
- 制度的な設計図をコピーすること。 カーネルバイパスとFPGAは、現在参加していないレースを解決します。その予算をより優れたフィードやより適切なサーバーに投資しましょう。
よくある質問
高頻度取引インフラとは何ですか？
場所（コロケーションまたは近くのサーバー）、ネットワーク、ハードウェア、取引ソフトウェア、および市場へのアクセスという組み合わせが、企業が価格変動に対応し、価格変動から注文が市場に到達するまでの時間を最小限に抑え、安定化させることを可能にします。目標は、価格変動から注文が市場に到達するまでの時間を最小限に抑え、安定化させることです。
HFTインフラのコストはいくらですか？
それは階層によって異なります。複数の取引所でコロケーションを利用した機関型HFT、マイクロウェーブリンク、FPGAは年間数百万ドルを要します。小さなプロペートショップでは数万ドルから数百万ドルを費やすかもしれません。小売りのアービトラージトレーダーは、マイクロ秒ではなくブローカーがボトルネックとなっているため、ソフトウェアとデータに加え、月に約30〜150ドルでVPSを適切に配置して運用できます。
ティックトゥトレードのレイテンシーとは何ですか？
これは、マーケットデータパケットがシステムに到着してから注文がシステムから送信されるまでの時間です。これは、ネットワークや取引所ではなく、お客様のシステム（フィードハンドラー、ブック、ストラテジー、リスクチェック、ゲートウェイ）のみを測定します。トップHFTシステムは、ナノ秒または1桁のマイクロ秒単位でこれを測定します。
レイテンシの相殺のためにコロケーションが必要ですか？
レテールFXおよびCFDのレイテンシー・アービトラージについては、通常はそうではありません。必要なものは、ブローカーのトレードサーバーと同じデータセンターに設置されたVPSです。これにより、1ミリ秒以下のラウンドトリップを実現できます。取引所のコロケーションは、マイクロ秒レベルでの他のHFT企業との競争のために構築されていますが、それはまったく別のゲームです。
高頻度取引にはFPGAが必要ですか？
取引所で企業の競争が激化する最上位層では、わずか数ナノ秒で誰が注文を処理するかが決まります。ほとんどの自動化戦略では、調整されたサーバー上の優れたソフトウェアが十分な速度を提供しており、ロケーションとデータ品質に投資する方がより良い結果が得られます。
暗号通貨のHFTインフラは外国為替市場とはどのように異なるのでしょうか？
暗号通貨取引所は、レート制限を備えたWebSocketおよびREST APIを通じてアクセスでき、多くの場合、パブリッククラウド地域にホストされています。また、24時間365日、多くの場所で取引が行われています。したがって、暗号通貨インフラストラクチャは、適切なクラウド地域にサーバーを稼働させ、注文簿を同期させ、レート制限を管理することに重点を置いています。一方、外国為替取引は、LD4、NY4、TY3などのデータセンターとブローカーの執行パスに重点を置いています。
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