HFT, Latency부터 전략까지

고빈도거래(HFT)를 한번 정리해야겠다고 생각했지만 엄두를 못내다고 드디어 정리를 해볼까 합니다. 그동안 썼던 글을 연결하고 새롭게 정리한 내용을 추가하고 관련된 이슈도 함께 다루고자 합니다.

1.
HFT를 시작하면서 가장 많이 등장하는 개념이 Latency입니다. 우리말로 하면 지연시간입니다. Latency를 어떻게 이해할지에 대해 아랫글을 중심으로 정리하고자 합니다.

Tabb Forum:Eistein Latency

아인슈타인은 시간에 대해 이런 말을 하였습니다.

The only reason for time is so that everything doesn’t happen at once.

동시성이 불가능하기 때문에 시간이 등장한다는 뜻입니다. Latency라는 개념도 이런 연장성상에서 이해하면 됩니다.

The time elapsed between two events, the end result of everything not happening at once

Latency라는 말을 곳곳에 붙일 수 있습니다. 예를 들면 Interparty latency, Order execution latency, Market data latency등등. 예를 들어 Latency를 줄이기 위한 노력은 Remote DMA(Direct Market Access)부터 최근거래소의 코로케이션서비스까지 진행되고 있습니다. Latency가 줄었다는 말은 호가나 주문을 경쟁자보다 빨리 받거나 보낸다는 뜻으로 시간은 곧 돈입니다.

Latency를 줄이기 위해선 현재 어떤 부분에서 어떻게 지연되고 있는지 측정을 하여야 합니다. 그렇지만 대부분 트레이딩시스템은 비슷한 구성입니다.

(*)의사결정을 내리기 위해 필요한 시세데이타(Data sources, providing input that you will make decisions on)
(*)의사결정알고리즘(Algorithms that will decide on pricing, hedging, risk, valuations and so on)
(*)거래소와 접속(Exchange or customer connectivity where you will provide quotes or place orders)

일반적으로 Latency를 말할 때 거래소와의 접속만을 염두에 둡니다.그렇지만 모든 거래는 최초 출발점에서 시작하여 목적지에 도착하고 끝나는 흐름이 아니라 다시 출발지로 돌아오는 흐릅입니다. 그렇게 때문에 End-to-End Latency를 분석하는 것이 가장 중요합니다.

E2E Latency의 관점에서 볼 때 LAN구간에서 발생하는 지연은 몇 십 마이크로초 수준입니다. 이 구간에서 개선을 한다고 하여도 E2E시간으로 보면 몇 마이크로초에 불과합니다. WAN구간을 보면 몇 혹은 몇 십 밀리초정도 입니다. 물론 거리에 따라 시간은 달라집니다. LAN구간보다 WAN구간의 지연이 몇 배 큽니다. 그래서 이 부분을 줄이면 효과가 크지 않을까 생각합니다. 그렇지만 역시 아인슈타인의 상대성원리에 의해 제약을 받습니다. 즉, 어떤 것도 빛의 속도보다 빠를 수 없다는. 광케이블에서 빛의 속도는 진공상태의 2/3라고 합니다. 미국식으로 반경 125,000마일이면 1초이내의 거리입니다.60마일씩 이동하면 Latency에서 0.5 밀리초만큼 지연이 발생합니다. 만약 시카고에서 뉴욕으로부터 데이타를 받으면 (약 700마일정도) 무슨 수를 쓰더라도 5.5 밀리초만큼의 지연은 피할 수 없습니다. LAN구간은 E2E관점에서 보면 줄일 수 있는 부분이 극히 적습니다. 반면 WAN은 물리학적으로 매우 어렵습니다. 이제 남은 부분은 어플리케이션영역입니다. 보통 서버하나든, 여러대의 서버에서 처리하든, 어플리케이션영역에서는 단축을 시킬 수 있는 여지가 많습니다. 수 밀리초, 수십 밀리초정도의 단축효과를 기대할 수 있습니다.

이상이 Tabb Forum에 올라온 Eistein Latency라는 글입니다. 이를 한국에 적용해볼까요? 한국은 KRX가 있는 여의도에 대부분 FEP시스템이 위치하고 있고 있기때문에 차이가 몇 마이크로초정도이지 않을까 합니다. 따라서 FEP로부터 KRX접속부분까지 모든 증권사가 동일한 환경입니다. KRX접속규정을 변경하여 코로케이션서비스를 도입하더라도 마찬가지입니다. 매매를 놓고 보면 Latency는 절대적인 수치가 아니라 상대적입니다.A라는 증권사가 E2E를 측정할 때 몇 초정도 나왔다고 합니다. 그런데 다른 모든 증권사 10초를 넘은 수치라고 하면 A라는 증권사는 Latency를 효과적으로 해결하였다고 할 수 있습니다. 경쟁관계에 있는 증권사가 모든 코로케이션서비스를 사용한다고 하면 – 한국의 증권사가 많이 잡아야 70곳을 넘지 않습니다. 그리고 KRX가 제공할 수 있는 서비스도 물리적으로 제한되어 있습니다 – LAN, WAN구간에서 차별화는 크지 않다고 판단합니다.

만약 Latency가 고객전략에서 핵심이라고 하면 HTS처럼 의사결정을 클라이언트에서 하는 것부터 변경하여야 합니다. 즉, 포인트클릭이든 시스템결정이든 클라이언트가 전송받아 의사결정하고 다시 데이타를 전송하는 시간만큼연이 더 발생합니다. 또한 서버에서 의사결정을 하더라도 의사결정 알고리즘도 최적화하고 가능한 자동화하는 것이 지연을 줄이는 방법입니다.

2.
앞서 끝부분에 서버에서 의사결정을 해야 한다는 이야기를 했습니다. 이와 관련되어 다뤘던 글이 몇개 있습니다.

마켓데이타와 RDMA
차세대트레이딩의 핵심기술 CEP/ESP

CEP/ESP 혹은 Low Latency Middleware와 같은 논의는 새롭지 않습니다. 많은 사람들이 관심을 가지고 있고 알티베이스와 같은 회사에서는 제품화를 하였거나 하고 있습니다. 다만 트레이딩만을 놓고 보면 좀더 검토했으면 하는 주제가 있습니다.

첫째는 FAST Protocol의 도입입니다. 앞서 E2E Latency라는 관점에서 보면 Latency측정의 시작은 트레이딩서버(클라이언트)가 FEP가 전송한 시세를 받은 때로부터 시작입니다. FAST는 FIX Protocol이 마켓데이타를 처리하기 위하여 만든 표준입니다. FAST는 Binary Data를 사용하며 Encoding과 Decoding을 통하여 데이타를 전송합니다. KRX의 선물/옵션을 놓고 BMT를 하면 최소한 70%이상의 향상을 가져옵니다. 이와 관련된 자료는 아래를 참고하시면 됩니다.

‘CME 시세 직접 수신’을 보면서

그렇지만 마켓데이타의 전송프로토콜로 사용하는 Multicast가 메시지사이의 순서가 맞아야 하는 FAST의 요건을 충족하지 못한다는 이유로 사용을 못하고 있습니다.(?) 이에 대해 FIX Protocol에서 발행하는 FIX Global에 실린 논문을 하나 참고하시길 바랍니다.

Low Latency Market Data: Are Proprietary Protocols Needed

위와 같은 기준으로 KRX의 AS-IS와 FAST를 비교하면 유의미한 차이가 있을까요?

둘째는 Messaging Bus든 Messaging Middleware든 시스템 구성에서 이런 인프라를 고민하여야 하지 않을까 생각합니다. 시세는 FEP에서 받아서 스위칭 장비를 통하여 Multicast 프로토콜로 관련 시스템으로 전송합니다. 주문은 원장시스템을 경우하거나 혹은 생략하는 방식으로 매매관련 업무처리를 한 후 FEP에 TCP/IP로 전송합니다. 만약 메시징 미들웨어나 메시징버스를 도입할 경우 어떤 변화가 있을지, 메시징 프로토콜을 어떤 형태가 적합할지도 검토해봤으면 합니다. 개인의 의견으로 주문FEP영역에서 소프트웨어구조를 개선할 여지가 있다고 판단하지만 FEP를 전문으로 한 업체들의 몫이 아닐까 합니다.

셋째는 시세데이타이외 이벤트적 성격을 갖고 있는 Corporate Action데이타나 통계관련 뉴스데이타를 실시간으로 컴퓨터가 인식가능한 형식으로 제공할 필요성입니다.

Though market data will certainly continue to give the best perspective on the state of the securities markets, event data complements firm’s real-time perspective into the status of world affairs. It is the natural evolution of the market and is one of the untapped opportunities for asset managers, hedge funds and market makers for increasing alpha and managing risk.
Using Real-Time Events in Electronic Trading중에서

마지막으로 HFT와 관련된 데이타분석을 어떻게 하여야 하는가라는 주제도 남습니다. HFT에서 필요한 데이타프로세스는 보다 많은 데이타를, 보다 빠른 시간안에 Capturing, Cleansing, Storing and Analysing하는 일입니다.

High frequency data analysis

3.
이제 거래소와 어떤 방식으로 연결(Connectivity)하는 것이 좋은지 알아보죠. 사실 KRX의 경우 선택이 불가능합니다. 오직 한가지 WAN으로 연결하는 것외엔 불가능합니다. 따라서 증권,선물거래와 관련된 법이 개정되고 KRX가 규정을 변경하려고 하는 경우가 없는 한 의미없는 이야기입니다. 다만 혹 있을 경우를 위해 미국에서 검토하는 내용을 소개하고자 합니다.

미국 FIA(Futures Industry Association)에서 DMA(Direct Market Access)와 HFT와 관련한 논의를 하고 그에 따른 권고를 하였습니다. 먼저 DMA(Direct Market Access)에 대해 다음과 같이 정의하였습니다.

Direct market access, as its name implies, is a way to connect to the execution venue with little, if any, “touch” from broker-dealers. Direct access is not a trading strategy, in the sense that direct access does not dictate which products to trade when, and at what price (the latter role being held by high-frequency trading). Instead, direct access is a computerized process to transmit trading and portfolio allocation decisions to an exchange or an alternative trading system. As with everything computerized, direct access enables faster, more accurate delivery of information, free of human errors, emotions, and misunderstandings.

따라서 HFT와 관련된 DMA정책을 수립할 때 위험관리와 관련된 권고를 하고 있습니다.

이를 위한 Direct Access방식을 새롭게 권고하고 있습니다.

보통 우리가 알고 있는 DMA나 Naked Access와 차이가 없습니다. 다만 Clearing House(청산,결제)기능을 함게 처리하도록 하여 위험을 줄이라는 권고를 하고 있습니다.

Digressing for a moment, an insightful reader may ask: what is happening with the broker-dealers and why are they disappearing from the picture? The answer is two-fold:

Traditional pre-trade checks were labor-intensive exercises in assessing the creditworthiness of a particular trader. Advances in technology have transformed pre-trade clearing into straightforward computer workflows that are easily accessible to clearinghouses.

Many high-frequency traders increasingly find themselves in direct competition with brokers. Market-making strategies are designed to narrow broker-dealers’ spreads, and arbitrage strategies cut into the brokers’ proprietary trading teams. As a result, broker-dealers are playing a diminishing role in the execution process. Not surprisingly, this has led many broker dealers to publicly oppose high-frequency trading and direct access. Yet, however limited the role of broker-dealers may become in execution, broker-dealers will still remain on the front lines of providing leverage to their trading clients.

High Frequency Trading: The Speed-Safety Balance중에서

이상을 우리나라와 비교하면 어떻게 될까요? 위의 그림중에서 Naked Access나 DMA와 같은 구조는 불가능합니다. 어떤 경우로 구성을 하더라도 증권사나 선물사의 중개가 있어야 합니다. 이는 법상에 정해진 내용입니다. 그래서 DMA나 Naked Access라는 문제가 발생하지 않습니다. 대신 FEP Session과 관련된 문제가 발생합니다. 법적인 틀내에서 고민을 하다 보면 여러개의 FEP Session을 어떻게 할당하여 높은 속도를 보장할 것인가하는 문제로 귀결됩니다. DMA Trading이라고 할 때 이런 개념이 아닐까 합니다. DMA라는 뜻은 Broker가 중간에서 작업을 최소화한다는 뜻을 담고 있으므로 중개회사에서 처리하는 업무를 최소화하여 가장 빠른 시간에 FEP를 통해 거래소로 주문을 보내도록 하는 트레이딩이라고 정의할 수 있습니다.

국내 감독규정과 DMA

다음은 FIA의 권고중 위험관리과 관련된 기능입니다. ClearingHouse이 Pre-Trade Risk와 관련된 역할이라고 하면 통상 주문을 낼 때 원장에서 증거금등을 검사하는 논리와 연관되어 있습니다. 증거금 혹은 예수금 검사기능일 듯 합니다. 현재 증권사는 VIP시스템을 처리하면서 다양한 방식을 적용하고 있습니다. 증권사의 컴플라이언스와 영업전략등을 고려하여 먼저 의사결정이 이루어지면 될 부분이지 전산적인 문제는 부차적이라고 판단합니다.

마지막으로 HFT와 밀접한 관계를 가지고 있는 코로케이션정책에 대해 알아보도록 하겠습니다. FIA는 다음과 같이 권고합니다. FIA에서 제시한 권고에 따르면 코로케이션서비스에 대해서도 투명성과 보편성을 요청하고 있습니다. 아마 KRX가 관련 조항을 검토한다고 할 때 참고하면 좋을 듯 합니다.

When considering co-location, exchangesshould recognize that one of the main benefits of such a service is that it creates a level playing field for firms that want low-latency access to the exchange. It provides firms, both large and small, with low-latency connectivity for a reasonable cost made possible by the exchange sharing the costs of the required technical infrastructure with interested participants. When co-location and proximity sites are not available, it encourages firms to seek confidential knowledge about matching engine locations and compete for building space closest to those engines so they can build their own private data centers. This exacerbates the differences in the ability of market participants to obtain market access.

Principle:Steps should be taken to ensure that access to co-location is available to every firm
that is interested in such a service and that the terms of the co-location service remain transparent to all market participants.
Market Access Risk Management Recommendations중에서

The International Organization of Securities Commission에서 발간한 Principles for Direct Electronic Access to Markets도 참고할 만 합니다.

4.
이제 HFT전략입니다. 이부분은 솔직히 제 전공(?)은 아닙니다. 그래서 wallstcheatsheet.com에서 소개한 자료를 하나 소개할까 합니다. HFT의 주요한 전략을 6가지로 정리한 문서입니다.

With all of the recent interest in high frequency trading, I put together the chart below explaining what we see as the six primary strategies of buy-side short-term algorithmic traders. This chart excludes the subset of algorithmic trading dedicated to the execution of buy-side funds with longer-term interests. These six strategies are what short-term traders contend with on a daily basis and understanding their methods is useful.

Download (PDF, 150KB)

혹시 기본적인 학습이 필요하시면 High-Frequency Trading이라는 책을 보시면 어떨까 합니다. 아래 책은 인터넷에서 검색을 하시면 PDF형태로 자료를 구할 수 있습니다. 가능하시면 구매를 하는 것이 저자에 대한 도리라고 생각합니다만.(^^)

High Frequency Trading: A Practical Guide to Algorithmic Strategies and Trading Systems

Latency Arbitrage전략만을 언급하는 경우가 많은데 HFT의 근간이 되는 전략에 대한 모델링이 더 필요한 시점이 아닐까 합니다. 기술도 역시 전략을 구현하기 위한 하위요소일 뿐입니다.

현재 국내증권사들은 VIP시스템을 경쟁적으로 도입하고 있습니다. VIP시스템을 HFT와 연결시키는 경우가 많은데 저는 다른 생각을 가지고 있습니다. HFT를 이해할 때 속도(Low Latency, High Speed)만을 이해하면 마이크로초나 나노초단위로 경쟁을 하는 미국을 이해하기 힘듭니다.

국내에선 삼성증권이 지난 2월 처음으로 외국인 기관 대상 극초단타매매 중개서비스를 시작했다. 삼성증권 관계자도 “회사의 외국인 주식 거래량의 10% 정도를 차지한다”고 말했다. 작년에는 증권전산망을 운영하는 코스콤과 같은 건물(한국거래소 본관)에 입주한 일부 증권사들이 상대적으로 빠른 매매속도를 극초단타매매에 활용한다는 논란이 제기돼 거래소가 전산시스템 속도를 다른 증권사와 똑같이 조정하기도 했다.

주식워런트증권(ELW) 등 파생상품 거래에선 이미 극초단타매매가 성행하고 있다는 지적이다. 한 증권사 애널리스트는 “극초단타매매로 폭증하는 거래물량을 감당하지 못해 거래소가 ELW 거래 서버를 따로 만들었을 정도로 파생상품 부문에선 일반화돼 있다”고 말했다.

이런 가운데 홍콩에선 지난 1일부터 극초단타매매를 주제로 한 국제 콘퍼런스가 열리고 있다. 한국거래소와 뉴욕증권거래소 도쿄증권거래소를 비롯한 아시아·태평양 일대 200여개 거래소와 금융투자사가 참여, 아시아 시장의 극초단타매매 도입 문제를 논의 중이다.
0.03초 극초단타매매 글로벌 증시 뒤흔든다중에서

기본적으로 인간이 개입한 의사결정은 시스템적으로 아무리 빨라서 인간에 의한 아주 긴 지연이 발생합니다. 밀리초도 아니고 그냥 초단위의 지연입니다. 따라서 HFT를 도입하고자 할 때 DMA Trading과 차이를 가지려면 전략을 구성하고 전략을 시스템화하는 것이 핵심이 아닐까 합니다.이 때문에 CEP/ESP와 같은 플랫폼이 필요하다고 생각합니다.

Letting the Machines Decide

물론 DMA Trading이나 HFT가 칼로 두부 자르듯이 나눠진다고 생각하지 않습니다.

4.
마지막으로 HFT세력이 한국시장을 어떻게 볼 것인가는 주제가 남습니다. 당장 국내에 HFT 전략을 구사하는 Prop이나 자문형 랩이 있는지 알 수 없습니다. 당장 한국시장에 영향을 미칠 수 있는 세력은 미국이나 유럽의 HFT세력이 아닐까 합니다.

남미와 아시아시장에서 고빈드거래(HFT)

최근 HFT가 관심을 갖는 지역은 멕시코, 브라질, 호주 및 일본입니다. 아시아에서는 호주(ASX)와 일본(TSE)가 가장 앞서 있습니다. 이 때문에 다른 거래소들도 대규모투자를 진행할 계획이라고 합니다.

Here comes high-frequency trading

참고로 HFT와 관련된 다양한 주제에 대해 미국의 기업들이 어떤 생각을 하는지를 정리한 자료입니다.

Waters: High Frequency Trading Special Report

HFT를 시간의 흐름으로 보고 싶다면 아래글을 참조 바랍니다.

Inside the Machine: A Journey into the World of High-Frequency Trading

5.
HFT를 미국식으로 이해할 필요는 없다고 생각합니다. Flash Order 혹은 코로케이션이니 하는 문제는 조건일 뿐입니다. 조건이란 미국의 HFT 트레이더나 한국의 트레이더나 같은 조건이라는 뜻입니다. 같은 조건이면 무시하면 됩니다. 또하나 미국 HFT트레이더가 자체전산(HPC 서버등)을 이용하여 한국 증권사시스템에 E2E로 접속한다고 하더라도 미국과 한국의 거리때문에 원하는 속도를 얻을 수 없습니다.

남은 문제는 전략이 아닐까 합니다. 미국이 축적한 전략과 이를 전산화한 트레이딩시스템이 한국보다 더 높은 성과를 낸다면 전략이 문제라고 생각합니다. 트레이더의 감각에 의존한 모델이라고 하면 점점더 기계와의 싸움에서 밀리지 않을까 합니다.

소프트웨어개발자, 퀀트, 트레이더의 역량을 결집할 때가 아닐까 합니다.