用FPGA解决高频交易时延问题：AMD推出Alveo UL3422金融专用加速卡

在竞争日益激烈的高频交易（HFT）世界中，速度是永远的优势。对金融行业来说，无论是在银行业、支付、保险业，还是资本市场，都需要处理很多并行数据进行即时的交易。尤其对于高频交易来说，任何一个延时都是致命的。

想要做好高频交易，基础设施至关重要。有那么一种器件，就天然契合高频交易的特点，它就是FPGA。

日前，AMD正式发布了的新一代Alveo UL3422加速卡，便是专为金融行业而生，并特别针对高频交易进行了大量优化。它拥有2.34纳秒的世界最低时延，能够让金融机构、从业人员以前所未有的速度赢得先机。

为高频交易而生，Alveo组合新成员

“AMD Alveo UL3422专为高频交易而生，能够实现FPGA加速，在超低时延的基础上，能够实现硬件的自适应，这样可以更加快速地实行交易战略，达到纳秒级的速度，同时能够实现非常迅速的tick-to-trade交易速度，迅速进行全球交易。”AMD自适应和嵌入式计算事业部Alveo加速卡高级产品线经理Shyam Chander这样介绍道。

根据Shyam的介绍，UL3422是AMD Alveo超低时延加速卡产品组合的最新成员，它基于一年前推出的Alveo UL3524产品开发而来，在保留UL3422诸多优势前提下，实现了更小的体积和更高的性价比。UL3422并非UL3524的缩小版，而是针对金融领域的特点，做了大量的优化和差异化。总的来说，Alveo UL3422实现了性能与性价比之间的出色平衡。

具体从配置上看，UL3422整体基于Virtex UltraScale+ VU2P FPGA芯片，采用单片架构，搭载了专门设计的GTF收发器，可进行超低时延交易；带有多个网络节点、板载内存与板对板连接；拥有两个网络端口，分别是连接10G和25G的规格；支持FPGA的相关操作，比如多张卡的接口；能够实现和外部单元的交互，确保获得精准的时间戳记。

超高效率和性价比，UL3422的五重优势

UL3422针对金融领域的优化是多方面，根据Shyam的介绍，共有五个关键点。

第一，GTF收发器是UL3422能够大幅降低时延的核心。Virtex UltraScale+ VU2P是一款为超低时延交易设计的FPGA，相较于前几代在架构上进行了显著提升。VU2P采用了GTF专用收发器，对比之前VU9P上的GTY，时延从16纳秒降低到仅仅2.34纳秒，性能提升7倍之多。支持10G和25G应用，同时保持了Virtex UltraScale+架构的优势，表现出卓越的拓扑结构和无震颤特性。

第二，针对交易的特点，充分发挥了FPGA的灵活加速特性。具体而言，FPGA架构和DSP块能够针对不断演进的交易策略进行灵活加速，内置的嵌入式RAM也可以实现内存的迅速访问和存储，同时DDR4也可用于存储订单簿信息和历史定价的数据。

第三，在体积方面，UL3422采用纤薄小巧的封装设计，便于在更广泛的场景中部署和应用。

第四，在电源效率方面，UL3422同样表现出色。尽管其尺寸更小、功能更强大，但功耗控制依然优异，能够为客户在部署时节省更多的能源成本，并降低总拥有成本（TCO）。

第五，UL3422的开发非常简便，软件生态非常丰富。借助AMD的开发工具和生态系统，用户可以快速部署并优化交易策略。无论是基于硬件的加速，还是深度定制的算法，AMD提供了灵活的设计平台，支持包括硬件描述语言（RTL）设计、时延基准测试、以及机器学习等多种高级功能。AMD提供丰富的IP工具包和生态系统的解决方案，可以进行非常迅速地部署。此外，UL3422适用于工业标准的框架，支持PyTorch开发和神经网络量化，FINN编译及生成RTL IP。

为什么FPGA在金融领域更受欢迎

如今，人工智能交易策略正在成为金融行业的大趋势，随着越来越多的金融科技公司将机器学习引擎加入交易管线，如此情势下，FPGA器件的优势愈发凸显。

Shyam认为，相比GPU和ASIC，FPGA在金融行业的优势主要体现在两个方面。一方面，FPGA具有可编程性，能够适应各种算法需求。例如，要实现利润最大化，FPGA可以根据具体的算法进行灵活调整，而不像ASIC或GPU那样受限。另一方面，金融对超低时延有严格要求，FPGA通过GTF收发器实现了20纳秒以内的数据传输，满足了这种超低时延的需求。

虽然ASIC也有其优势和劣势，但开发这种应用需要大量的资本投入才能实现超低时延。此外，ASIC的开发周期较长，可能需要12到18个月，这对于金融科技市场来说是难以接受的。因为金融科技市场中的算法和合规要求不断变化，而FPGA能够快速适应这些变化，帮助实现利润最大化。

当然，低时延应用不仅存在于金融行业。作为一款专门为金融行业而生的产品，UL3422本身性能强大，所以其应用也不会局限在金融行业。Shyam介绍，UL3422在科研活动中也会有非常出色的表现。比如，科研活动中很多数据馈送处理需要在交换机中完成，如果有一个交换机能够实现超低时延也会为科研活动注入很大的活力。目前已经看到UL3422在金融科技以外的领域中应用，相信在未来，这款产品还会拥有更多的应用价值。