加速电子交易解决方案

方案简介

随着市场数据量呈指数级增长，金融公司面临着保持其电子交易平台效率的巨大压力。 系统已达到极限。

金融服务——其成功的衡量标准是系统性能、延迟、抖动和交易执行时间——在这样的环境中运行：交易执行中的一毫秒延迟可以转化为数百万美元的利润损失； 因此，网络不产生任何阻碍性能的瓶颈至关重要。

保持最低延迟的压力仍然存在，而内部和外部资源都需要透明度和问责制。 这意味着时间戳数据和监控交易获取和统计等功能必须内置到任何系统的核心中，而不会影响延迟、抖动和有效扩展。

Mellanox 适配器和加速软件在主流开源解决方案上提供这种性能，并提供高度准确的亚微秒时间同步，使金融公司能够更大限度地提高效率和投资回报。

Mellanox 是全球领先的高速以太网解决方案提供商，拥有 10/25/40/50/100GbE 适配器卡和性能增强的消息传递加速器软件。 与许多其他解决方案提供商不同，Mellanox 致力于确保其解决方案符合互操作性和开放性的高标准。

所有主流 OEM 服务器平台都提供并支持 Mellanox 适配卡，并且可以与标准 TCP/UDP/IP 堆栈完全互操作。 所有主流操作系统都支持它们，包括 Windows、Linux 发行版、VMware 和 Citrix XenServer，无需修改内核或专有驱动程序。 这意味着公司可以使用其组织的标准硬件和操作系统配置实施交易解决方案，大大节省资本 (Capex) 和运营支出 (Opex)，并降低安全漏洞的风险。

此外，Mellanox 在开源社区维护其关键软件，为客户提供实施加速器产品的自由，并更轻松地根据他们的特定应用需求对其进行定制。

NVIDIA 以太网卡

Mellanox 提供各种适配卡，具有极低的延迟和基于硬件的 RDMA 技术，非常适合满足金融服务行业的需求。

ConnectX-4 Lx 网络控制器是具有前瞻性的硬件，具有 10/25/40/50GbE 带宽，通过以更低的每千兆位成本提供更高的速度来提高投资回报。 这使公司能够在不破坏银行的情况下保持竞争优势。

ConnectX-5 EN 是 Mellanox ConnectX 系列的最新成员，在单个端口中提供 10/25/40/50/100Gb/s 带宽，每个适配器最多两个端口。 ConnectX-5 EN 基于提供亚微秒延迟和每秒 2 亿条消息的先进技术，提供当今的下一代连接。

VMA 消息加速软件

Mellanox 的消息传递加速器 (VMA) 可以透明地提高基于套接字的应用程序的性能，而无需修改应用程序。

通过从操作系统卸载网络处理，流量从应用程序用户空间直接传递到网络适配器，绕过内核 IP 堆栈并最小化上下文切换、缓冲区复制和中断。 与在标准网络内核堆栈上运行的应用程序相比，结果是延迟减少了 500%，应用程序吞吐量增加。

VMA 完全符合标准套接字 API 和以太网/IP 有线协议（如 TCP、UDP 和多播），使其成为实施和运行的完全透明的解决方案。 它不需要更改应用程序代码，也无需担心第三方互操作性。

VMA 为基于 TCP 套接字的应用程序提供 1.2 微秒的低延迟，为 UDP 提供 1.0 微秒的低延迟。 此外，VMA 在单个线程中提供超过 400 万个入口组播数据包。

对于具有多个连接的极端应用程序，VMA 8.4 版添加了名为 SocketXtreme 的套接字扩展 API。 SocketXtreme 降低了延迟，消除了复制操作并增加了吞吐量，允许应用程序进一步利用真正的内核旁路架构。 SocketXtreme 是一个开源 API，没有任何相关的许可费用，并且已经部署在生产环境中。

高度准确的时间同步

高频交易平台需要可靠且精确的时间同步，以避免损失数百万美元的交易。 Mellanox 适配器为各种网络时间协议 (NTP)/精确时间协议 (PTP) 客户端应用程序提供准确的硬件时间戳，从而保证跨交易平台的全局同步。 Mellanox 适配器支持开源 PTP 客户端，例如 LinuxPTP 和 PTPd，并且还与来自 FSMLabs 的 Timekeeper™ 很好地集成，以获得最先进的准确性和精度。

在 Linux 上，开箱即用的 PTP 使用 Mellanox 适配器提供的信息来分解由缓冲、网络堆栈和操作系统调度引起的数据包延迟变化，并自动提高将本地计时器锁定到参考时间的精度。

这确保了 PTP 的亚微秒时间精度，即使在共享网络链接上也是如此。 对于高质量的链接和时间馈送，应用程序可以在 500 纳秒的变化范围内看到时间锁定到参考。

性能对比

Mellanox 解决方案已被证明可以支持卓越的低延迟金融数据中心，包括世界上最大的证券交易所、投资银行和自营交易商。 性能测试表明，Mellanox 在降低延迟方面比竞争对手具有显着优势。 与所有其他公开报告相比，最近的 STAC 报告明确确定了这一点。

查看报告： VMA report on ST

图 1 显示，与竞争对手相比，使用 Mellanox 适配器进行 UDP 多播时延迟降低 25% 以上，超过 400 纳秒。

Figure 1: Ping-Pong Test of Latency vs. Message Size for UDP Multicast

Mellanox VMA 在 TCP 通信方面也比 Solarflare OpenOnload 保持 30% 的优势，如图 2 所示。

Figure 2: Ping-Pong Test of Latency vs. Message Size for TCP

Mellanox VMA 为对延迟敏感的应用程序（例如高频交易）提供最高性能的解决方案。 对于需要多个连接的应用程序，SocketXtreme 带来了额外的好处并降低了 CPU 使用率。 图 3 展示了 TCP 延迟与连接数的关系。

Figure 3: Ping-Pong Test of Latency vs. Number of TCP Connections Using SocketXtreme

总结

为了在电子交易世界中竞争，解决方案必须以更高的投资回报运行。 对于世界各地的大量投资银行、对冲基金和交易所，Mellanox 以太网解决方案提供灵活、高性能的网络硬件和开源消息加速软件的强大组合，以满足这些高 频率交易环境。

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