一秒等于多少毫秒

眨眼 0.4 秒，常被形容快，但有家公司花了 1400 万美元，就为了让自己再快 0.07 毫秒( 0.00007 秒)，5700 分之一眨眼的时间。

Jump Trading 公司在全球最大期货交易所芝加哥商品交易所(CME)数据中心对面，买了一块 12 万平方米的空地。买了之后，他们没盖楼炒房，也不是为了风水，就是架微波通信基站，用于第一时间把交易请求传到CME

在早期的股票市场中，所有的交易都通过手工完成。人们买卖股票就是凭证件到券商的窗口去填写表格，券商检查账户里的股票现金无误后，会通知交易所进行交易。当天交易结束后，交易所把成箱的交易结果送回券商和清算公司。如果某公司快要倒闭，持有股票者自然希望尽快把手里这家公司的股票脱手，那就要尽快到券商那里把表格填完，然后希望股票交易瞬间完成。在证券交易中，参与者永远希望比其他竞争对手快。如果参与者能比其他竞争对手更快对市场行情做出响应，更早地得到成交，该参与者就能比其他竞争对手获得更多的利润。

　　从上世纪80年代开始，计算机和网络的出现逐渐取消了交易过程中的人工操作，一个普通人可以在一秒之内完成一个交易，交易速度如此之快，它已经超出了个人的反应速度。于是通过计算机自动下单，根据一定的算法策略进行交易的算法交易(AlgoTrading)开始流行。很多基于短时机会的交易策略就需要分析行情数据来安排交易，这样的交易策略需要低延迟的行情数据和低延迟的下单系统，特别是高频多品种跨市场做市、日内趋势、套利等策略特别需要。因此，近几年在证券交易领域最热门的话题不是技术分析，不是交易算法，而是高频交易和高频交易的技术核心：低延迟的交易系统。低延迟交易系统主要包含三个方面：低延迟的行情数据；低延迟的交易算法和下单系统。

　　1、低延迟的行情数据

　　如果行情数据的延迟是三秒钟，那么刚收到的行情数据实际上是三秒钟前的市场行情，现在的市场价格可能完全不同。如果交易算法基于这样的行情数据，那高频结果就完全不可预测。如果行情数据的延迟是零，看到的就是当前的真实行情价格，但是实际上所有的系统都有延迟，这包括交易所系统的延迟和自己系统的延迟。假定交易所的延迟对所有的人都是相同的，那么对自己的系统进行优化改进的工作即为重中之重。

　　2、低延迟的交易算法和下单系统

　　与行情数据的延迟类似，如果从决定下单到交易执行用了过长的时间，这笔交易就会偏离当前行情，也就无法保证其收益。对高频交易而言，交易速度是影响投资效果的最重要的因素之一，因此，高频交易系统性能优劣的最重要的衡量因素便是系统的响应速度。一些高频投资策略在系统没有延迟的条件下，可以获得较为可观的正收益，当系统延迟达200毫秒时，投资表现就会出现大幅下降；如果是波动较小的市场，当系统延迟超过50毫秒时，收益大幅下降的情况就会出现。

　　在实际运行中，常常使用命中率(HitRatio)这一指标来衡量系统的低延时性：如果送出一百个单子，其中九十个达到交易目标，命中率即是90%。如果命中率达到一定要求，即认为系统延迟可以接受。

　　高频交易者往往根据完整的交易路径，对交易过程的各个节点进行优化，从而达到系统的最优性能。一般而言，一个完整的交易路径大致可分为三个步骤：系统获取市场数据；策略主机执行运算获得交易信号并发出指令；指令传出到达交易所主机。其中第一和第三个阶段涉及网络传输系统，第二个阶段由策略主机自身软硬件系统决定。

　　根据上述分析，可以把高频交易所涉及的IT技术分成三部分：

　　A.交易数据在策略主机外的加速，就是如何快速地把交易数据(主要是实时行情数据和订单信息)从交易所主机，联接和推送到运行程序化交易策略的策略主机。

　　B.交易数据在策略主机内的加速，即如何在策略主机内部把交易数据最快地传到交易策略程序。

　　C.其他数据的逻辑调用。其他数据主要是指历史行情数据、基本面方面的信息数据以及统计信息等。简言之，就是如何快速地获取程序化交易策略下单逻辑所需要的其他判断数据。

　　3、交易系统中延迟的产生与应对办法

　　行情数据从交易所主机发出，在外部线路上经过一个或几个交换机，进入策略主机的网卡，被解析后传入策略主机。策略主机根据实时行情与本地存储的其他数据(历史行情等)进行策略分析，形成下单决策。下单信息再经由网卡到达外部线路，经过一个或几个交换机然后到达交易所的交易主机，完成交易。

　　上述交易过程中的延迟主要包括：数据在外部线路上往返传输产生的延迟，策略主机网卡解析信号的延迟、策略主机分析与决策过程的延迟。

　　1)数据在外部线路上传输产生的延迟

　　光纤中信号的传输速度为每秒300000公里。但在以微秒为时间单位的高频交易中，信号每微秒只能传输0.3公里。因此为了构建低延迟网络环境，数据中心的位置尤其重要。以国外的经验来看，投资者往往倾向于将策略主机放在经纪商和交易所附近，这种做法叫做主机托管(co-Location)。以美国为例，许多交易所提供主机托管的服务，投资者可以将策略主机放在交易所撮合引擎服务器所在的数据中心里，从而最大程度的减少了网络传输耗时。

　　如果程序化交易策略只涉及一个品种，在一个交易所进行主机托管就可以满足要求了，但如果策略需要做多个品种，例如期现套利，这就要涉及到多个数据中心的连接。美国期货的交易重镇主要在中西部的芝加哥，股票现货交易主要在东北部的纽约，两地直线距离大约700英里，信号通过连接两地的光缆单程需要7毫秒，这意味着行情延时7毫秒，交易延时14毫秒。美国网络提供商SpreadNetworks花两年时间铺设了纽约和芝加哥目前为止最直的一条网络，网络连接往返速度只需13.1毫秒，比原先的网络少了3毫秒，此举于是吸引到了许多高频交易商使用该公司的网络服务。

　　2)策略主机网卡解析信号的延迟

　　交易数据从外部线路到达网卡后，通过PCIExpress或HyperPort接口，再传到操作系统的内核(OSKernel)进行TCP/IP协议栈的解析，再把解析后的数据内容通过Socket接口，推送到用户程序即策略中。这一解析过程产生的延迟即为网卡延迟。这个延迟包括了操作系统网络协议实现(比如TCPStack)的延迟，内核的延迟，以及网卡自身的延迟。

　　对于网卡自身的延迟，通过部署低延迟网卡可以得到一定缓解。现在主流的低延迟网卡有两大阵营：10GEthernet和Infiniband。Infiniband在延迟方面性能先进，可以达到端到端2微秒的低延迟。10GEthernet作为1G以太网的升级，有和过去的以太网相同的API，适合现有系统直接使用。10GEthernet最新产品用户级延迟在4微秒以下，并且因为开发容易，获得了较多的应用。

　　操作系统网络协议实现的延迟是优化的重点。在数据量多的时候，操作系统内核对TCP/IP的解析所用CPU也消耗较多，处理速度会加速下降。一般来说，1G的数据需要一个GHZ的CPU进行解析，一般的CPU的速度也就是2-3GHZ。因此在数据量大时，CPU能力不足会造成很多数据来不及处理，就会使缓存完全用完。如果是TCP协议，主机就会向对方发出接受窗口尺寸为零，对方会停止发送数据。对UDP协议来说，来不及处理的包就会被丢掉，这都会造成很大的延迟。如果TCP数据发生了重新传递申请，那延迟就会大到无法忍受，有可能会有数秒甚至更长的延迟。

　　高性能网卡有针对操作系统网络协议实现的优化，常见的解决方案是在网卡上附带CPU，专用于处理TCP/IP协议栈的解析和业务数据的解析。另外，可通过把每一个网卡安排在不同的CPU上，让CPU分担任务来缓解这一情况，部分算法甚至利用显卡芯片进行算法加速。一般行情数据的网络流量会远大于下单的通道的流量，把他们分开在不同的网卡上可以改善下单的通道的延迟，不会因为行情数据出现超大流量是而影响下单。

　　另一种更高效的解决方案是网卡+FPGA(现场可编辑门阵列)的形式，使用FPGA来完成TCP/IP的解析和业务数据的解析。FPGA作为可编程硬件，运算速度会比基于操作系统的方法更快。通过这种硬件加速的方法，基本上能达到个位数微秒(us)甚至纳秒(ns)的延迟。硬件加速除了延迟小外，在处理的容量上也有诸多好处。可编程硬件的特性能够做到无论在数据多少都拥有固定的处理性能,这是基于操作系统的结构所无法相比的。

　　3)策略主机分析与决策过程的延迟

　　交易数据传递、解析在电脑外部的通道和内部的通道都处理完后，剩下的便是对程序化交易策略的分析了。提高策略主机分析与决策效率的方案集中在两个方面，首先是算法执行的速度；然后是对大量数据的分析，尤其是对大量时间序列数据的保存和快速访问。

　　为了使得策略分析与交易算法执行的速度尽可能地提高，常见的解决方案是使用FPGA进行硬件加速处理。通过直接把交易算法写入可编程硬件中，可以最大程度上提高算法的执行速度。

　　传统来说，对数据的保存和访问是用平面文件或者关系型的数据库如ORACLE,MYSQL,SQLServer实现的。这种办法在磁盘硬碟的读写的IO速度上存在巨大的瓶颈。目前一般是通过应用基于内存的数据库(In-memoryDatabase)，以大大加快读写速度。但是在极大量数据的情况下，内存数据库依然有其局限性。另外，时间序列数据也有其特殊性，它更适合基于列的操作，而通常的数据库系统都是基于行的操作。在这方面，也有厂家提供专门为海量数据基于列数据库管理系统。

　　4、小结

　　总而言之，一个成功的高频交易策略，除了在交易算法和细节处理之外，更多的是在于他所使用的交易系统的处理能力和速度上。在美国，高频交易者往往需要花费大笔资金搭建交易网络和购买最好的硬件，使自己能够得到最快的数据和交易通道。同时，高频交易者还要不停地跟踪策略的交易情况，调整策略算法逻辑，不断地跟踪策略对行情的反应时间、下单的速度以及交易延迟的情况，试着把策略的反应时间再缩短1微秒。

　　随着允许T+0交易方式的商品期货、股指期货等交易品种的不断丰富，以及可以通过一级市场申赎、信用交易等方式直接或变相的实现T+0交易的ETF(交易型开放式指数基金)和融资融券标的股的存在，沪港通之后A股市场恢复T+0交易制度的可能性越来越高，时间也越来越近，投资者可以攫取证券市场日内交易的丰厚利润机会也越来越多。高频交易的发展必将越来越迅速，成为中国金融市场最重要的交易策略之一。

　　因此对于低延时高频交易系统的建设，对于经纪商来说是整合资源，做大主经纪商业务必不可少的基础平台架构。

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