FPGA가 미래?

1.
지난 몇 년. Low Latency는 자본시장 참여자들의 중요 관심사였습니다. IT 또한 이들의 목소리에 귀를 기울이면서 혹은 앞서면서 새로운 기술을 선보였습니다. 1G는 어느 덧 40G를 넘어서 100G를 바라봅니다. 멀티코어 환경에 최적화된 다양한 어플리케이션 기술들도 등장하였습니다. 메시징제품들이 대표적입니다. 그런데 요즘 뜸한듯 합니다. 해외 기사들을 살펴보아도 변화보다는 규제를 많이 다룹니다. High Frequency Trading을 둘러싼 논쟁이 지나고 이제는 “어떻게 규제할 것인가”로 논점이 전환하고 하나씩 제도화하는 단계인 듯 합니다. 이와 관련된 글을 조만간 하나 올리도록 하겠습니다.

조정국면을 맞이하면서 마지막의 영광을 누리고 있는 기술은 무엇일까요? 아마 FPGA가 아닐까 합니다. 저도 몇 번 소개를 하였지만 최근 FPGA를 기반으로 출시한 서비스나 솔류션들입니다.

– Deutsche Bank’s Autobahn equities electronic trading business recently expanded its μltra FPGA products to the US, to provide pre-trade compliance and risk checks in its co-located trading apps at NYSE, NYSE Arca, Nasdaq, Direct Edge and Bats. ?The claimed performance of the risk checks are 1.35 microseconds for OUCH messages and 1.75 microseconds for FIX messages.

– Nomura extended its NXT execution platform to Direct Edge’s co-lo centre at Equinix in Secaucus, NJ. ?And it’s claiming latencies of under 1.8 microseconds for fixed-length exchange protocols and 2.8 microseconds for FIX.

– Fixnetix introduced its iX-eCute trading gateway, offering latencies as low as 740 nanoseconds wire-to-wire, with 20+ pre-trade risk checks in less than 100 nanoseconds.

– Burstream rolled out its managed market data service at Nasdaq’s co-lo and Telx’s proximity centre in Chicago, leveraging data feed handling and order book generation technology from NovaSparks.

– TS Associates updated its Application Tap precision time card to make more use of FPGAs for transferring data to host memory, reducing its performance overhead.

– Impulse Accelerated Technologies introduced an FPGA development kit for 10gE ITCH/OUCH protocol handling, allowing CPU/kernel bypass to application memory space.

– Maxeler introduced MaxNode10G, a platform designed for wire-speed processing of multiple 10 gigabit network data streams.

FPGA Momentum Accelerates!중에서

FPGA기술을 트레이딩에만 적용하는 것은 아닙니다. 예전에 소개한 것처럼 Risk Control을 위해서도 적용하고 있습니다.

JPMorgan과 FPGA

속도를 둘러싼 경쟁을 하나의 그림으로 정리하면 이렇습니다.

현재 경쟁은 마이크로초에서 나노초로 넘어가고 있습니다. 소트웨어적으로 나노초에 도전하는 기술은 CPU Cache를 이용하려고 합니다. 이와 다른 길을 걷는 기술이 FPGA라고 할 수 있습니다. 앞서 기사의 제목처럼 주마가편(走馬加鞭)입니다.

2.
얼마전 dolppi님이 소개한 자료가 있습니다. 번역까지 해서 소개한 자료입니다.

FPGA, The Next Wave of HFT Technology? (by David Quarrell)

사실 입문에 가깝습니다.이제 입문에서 좀더 나아갈 때가 된 듯 합니다. Low-Latency.com을 보더라도 드디어 FPGA와 관련된 심화된 자료를 하나씩 소개하였고 계획입니다.

101: An Introduction to FPGAs – Part 1

다음이 “Developing an FPGA and Applications of FPGAs”을 다룬다고 합니다. 위의 글을 쓰고 있는 분은 FIX를 FPGA로 구현한 Wallstreet FPGA입니다. FPGA를 개발하기 위한 출발점은 LapView라고 하는 프로그램인 듯 합니다. 앞서 기사들이 다 이야기하고 있습니다. 이 제품을 만든 회사가 National Instruments(NI)입니다. 이 회사에서 FPGA를 이용하여 개발을 하고자 하는 사람들을 위한 지원서비스를 제공하고 있습니다.마치 NVIDiA가 GPU관련 서비스를 제공하는 것과 같습니다.

FPGA Design, Development and Programming Tutorial

3.
현재 Low Latency와 관련된 자본시장의 투자는 두가지 형태로 진행하는 듯 합니다.

첫째 10G환경의 구축
둘째 MMDB 혹은 RDBMS 기반의 가원장시스템을 Shared Memory기반으로 전환

이 때문에 국내 자본시장이 FPGA기술에 관심을 가지고 않는다고 생각할 수 있습니다. 그렇지만 무관심은 아닙니다. FPGA를 적용한 외국인투자자들이 한국에 들어와 있고 FPGA를 기반으로 개발한 메시징제품도 영업을 하고 있습니다.

And the published news is almost certainly just the tip of the iceberg … I’d love to know exactly what Getco is up to with FPGAs, for example.

현재 FPGA를 도입하여 가장 큰 효과를 볼 수 있는 부문은 대외계(FEP)입니다. 전문이 표준화되어 있고 속도를 필요로 하기때문입니다. 그렇지만 제품으로 지정된 암호화가 걸림돌입니다. 만약 SEED와 같은 특정한 암호기술을 적용하라는 식이면 가능하지만. 때문에 현재 가장 큰 효과를 보면서 가장 손쉬운 부분은 방화벽입니다. 예전에도 소개한 적이 있지만 Fortigate사 제품입니다. 제가 받은 자료에 따르면 최저 5 μs로 최대 5 μs로 지연을 줄였다고 합니다.

Exture+를 개통할 때쯤, ATS가 가사회할 때면 Low Latency에 대한 관심이 더 넓어지고 더많은 기술적 검토가 이뤄지지 않을까 합니다.