硬件平臺(tái)中的資產(chǎn)管理設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]概括而言，本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，更具體而言，本發(fā)明涉及用于在硬件平臺(tái)中管理資產(chǎn)(例如金融訂單)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著在金融業(yè)中對(duì)于更快地處理大量數(shù)據(jù)的需求的增長(zhǎng)，基于依賴通用CPU的集群(cluster)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)顯示出了很多限制。實(shí)際上，如果集群方法涉及廉價(jià)的硬件并且提供簡(jiǎn)化發(fā)展的工具，隨著對(duì)于高性能計(jì)算的需求增加其具有很多更加顯著的限制:高電力消耗、昂貴的維護(hù)成本、數(shù)據(jù)中心所需的大量空間。此外，利用集群所獲得的整體性能并不隨集群數(shù)量成比例地增加。不同于集群方法，使用有限數(shù)量的配備有FPGA的機(jī)器，基于FPGA的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠以大吞吐量來并行執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。因此，該硬件方法對(duì)于金融和投資業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用軟件的研發(fā)尤其適用，在這些領(lǐng)域中，快速計(jì)算是保持競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
[0003]FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的縮寫)指的是可以在制造之后進(jìn)行配置的集成電路。該配置一般使用硬件描述語言(HDL)來指定。FPGA包含大量的可編程邏輯部件(“邏輯塊”)，以及使得塊能夠“連接在一起”的可重復(fù)配置的互聯(lián)的體系。邏輯塊可以被配置為執(zhí)行復(fù)雜組合功能，或僅執(zhí)行簡(jiǎn)單的基本邏輯運(yùn)算(布爾AND、0R、NAND、X0R等)。因?yàn)镕PGA可以執(zhí)行并行計(jì)算，所以僅僅在幾個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，對(duì)于多個(gè)獨(dú)立的輸入可以同時(shí)執(zhí)行相同的算法。因此，F(xiàn)PGA尤其適于非?？焖俚貓?zhí)行復(fù)雜計(jì)算。
[0004]出于這些原因，越來越多的市場(chǎng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)使用FPGA來設(shè)計(jì)。
[0005]市場(chǎng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一般包括訂單管理設(shè)備，其用于以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如散列表)存儲(chǔ)關(guān)于在輸入指令中識(shí)別出的每個(gè)金融訂單的細(xì)節(jié)。訂單管理設(shè)備進(jìn)一步依據(jù)輸入指令而管理對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問。例如，如果接收到了識(shí)別訂單的增加指令，則訂單管理結(jié)構(gòu)可以向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)增加訂單;或者如果接收到了刪除指令，則訂單管理結(jié)構(gòu)可以從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中刪除訂單。
[0006]然而，當(dāng)前的訂單管理設(shè)備提供的性能很差，而且不能符合與最新的網(wǎng)絡(luò)連接的lOGb/s吞吐量相關(guān)聯(lián)的操作速率。一個(gè)已知的克服這樣的不足的方法是，將負(fù)載分散在多個(gè)服務(wù)器上，每個(gè)服務(wù)器僅處理數(shù)據(jù)供給的一部分。然而，這增加了整體系統(tǒng)的延遲，而這是不符預(yù)期的。
[0007]因此，存在著對(duì)于基于硬件方案(硬件加速)的改進(jìn)了的訂單管理設(shè)備的需求，尤其是基于圍繞FPGA建立的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決這些問題和其他問題，提供如所附獨(dú)立權(quán)利要求1所限定的資產(chǎn)管理方法，以及如所附權(quán)利要求8所限定的資產(chǎn)管理設(shè)備。從屬權(quán)利要求中限定了優(yōu)選的實(shí)施方案。
[0009]本發(fā)明允許處理比現(xiàn)有技術(shù)更多的每單位時(shí)間消息。
[0010]更概括而言，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的資產(chǎn)管理設(shè)備和方法進(jìn)一步允許快速的指令執(zhí)行。此外，使用可重復(fù)配置平臺(tái)優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理所需的空間，并且節(jié)約了能源。
[0011]本發(fā)明的其他益處將通過下面的參考所附附圖的具體描述而變得更加明顯。
【附圖說明】
[0012]參考所附附圖，現(xiàn)在將通過示例的方式來描述本發(fā)明的實(shí)施方案，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元素，而且在附圖中:
[0013]-圖1表示示例性的市場(chǎng)數(shù)據(jù)處理架構(gòu)；
[0014]-圖2示出散列表的操作；
[0015]-圖3表示根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的訂單管理設(shè)備的架構(gòu)；
[0016]-圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的散列產(chǎn)生的函數(shù)圖；
[0017]-圖5是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的流程圖，
[0018]-圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的示例性資產(chǎn)管理設(shè)備，以及
[0019]-圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的示例性的FPGA實(shí)施的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的實(shí)施方案提供了可以用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如市場(chǎng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))的資產(chǎn)管理設(shè)備和方法，其用于存儲(chǔ)和檢索與資產(chǎn)識(shí)別符相關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)。圖1顯示了示例性的市場(chǎng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100，其用于獲取和處理從一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源(例如，金融交易所)傳遞的市場(chǎng)數(shù)據(jù)，在該系統(tǒng)中，可以使用根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的資產(chǎn)管理設(shè)備10。本文使用的術(shù)語“市場(chǎng)數(shù)據(jù)”指的是從多個(gè)外部源接收的以數(shù)據(jù)流形式的數(shù)據(jù)，包括報(bào)價(jià)以及與交易相關(guān)的數(shù)據(jù)(權(quán)益、固定收入、金融衍生產(chǎn)品和其他投資工具)。
[0021]數(shù)據(jù)處理架構(gòu)100包括至少一個(gè)解碼單元3 (也稱為“市場(chǎng)數(shù)據(jù)包解碼器”)，該解碼單元與饋送源交互，以便處理以給定的特定于源的協(xié)議(例如，F(xiàn)AST或FIX)接收的市場(chǎng)數(shù)據(jù)流，并且將其解碼。解碼單元3被配置為，將數(shù)據(jù)流從其特定于源的格式轉(zhuǎn)換為內(nèi)部格式(數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化過程)。根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)饋送中的消息結(jié)構(gòu)，解碼單元3以特定的操作處理每個(gè)字段值(field value)，將缺失數(shù)據(jù)填充以其緩存記錄的值和狀態(tài)，并且將其映射到系統(tǒng)所使用的格式。解碼單元3然后可以基于所解碼的消息來調(diào)用所選擇的訂單管理程序。
[0022]資產(chǎn)管理設(shè)備10(在下面的描述中也稱為“訂單管理設(shè)備”)被配置為，存儲(chǔ)關(guān)于每個(gè)接收到的訂單的細(xì)節(jié)，從而在需要訂單時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢索。限制項(xiàng)聚類和賬簿建立設(shè)備4，其用于將等待進(jìn)入訂單賬簿的訂單聚類，對(duì)于每個(gè)工具呈現(xiàn)可能聚類到限制項(xiàng)中并且按價(jià)格排序的訂單的列表。
[0023]如同本文所使用的，訂單賬簿指的是金融工具(例如，股票)的未付款限制項(xiàng)訂單的電子集合。術(shù)語“訂單”或“限制項(xiàng)訂單”或“市場(chǎng)訂單”指的是以特定的限制項(xiàng)價(jià)格或更好的價(jià)格，或以市場(chǎng)訂單的市場(chǎng)價(jià)格來買入或賣出給定數(shù)目的金融工具的訂單。此外，如同本文所使用的，術(shù)語“限制項(xiàng)”指的是對(duì)應(yīng)于一個(gè)或幾個(gè)訂單的訂單賬簿中的“橫排”或“條目”。當(dāng)其對(duì)應(yīng)于幾個(gè)訂單時(shí)，其還稱為“聚類的限制項(xiàng)”。限制項(xiàng)是根據(jù)價(jià)格而聚類的，即，具有相同價(jià)格的訂單的數(shù)目相加，形成限制項(xiàng)數(shù)目。聚類的限制項(xiàng)還可以具有“訂單計(jì)數(shù)”屬性，該屬性反映被聚類在該限制項(xiàng)中的訂單的數(shù)量。
[0024]限制項(xiàng)聚類和賬簿建立設(shè)備4取得在訂單管理設(shè)備10的存儲(chǔ)器中混合的訂單，并且使用在每個(gè)指令中傳遞的工具標(biāo)識(shí)符來對(duì)其按賬簿(也稱為“訂單賬簿”)排序。訂單賬簿可以包括來自若干工具的訂單，或者包括來自不同市場(chǎng)中的相同工具(合并賬簿)的訂單。此外，限制項(xiàng)聚類和賬簿建立設(shè)備4取得相同的賬簿中的每個(gè)單獨(dú)訂單，并且對(duì)其按價(jià)格進(jìn)行分側(cè)(出價(jià)或分價(jià)側(cè))和匹配，增加其數(shù)目。如同本文中所使用的，訂單的大小或數(shù)目表示待買入或賣出的股份的數(shù)量。
[0025]然后，消息分發(fā)和傳輸單元5將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)格式化為消息，并且將其分發(fā)到所選擇的客戶端應(yīng)用程序6以供進(jìn)一步的處理和決策。當(dāng)客戶端應(yīng)用程序6位于不同的服務(wù)器時(shí)，消息傳輸可以在網(wǎng)絡(luò)上完成。
[0026]訂單管理設(shè)備10的功能為，存儲(chǔ)并檢索金融訂單。來自交易所的消息有時(shí)并不承載對(duì)于立即使用它們而言全部的必要信息。例如，增加消息(其表示用于在訂單賬簿中增加訂單的指令)包含全部所需信息，而刪除消息(其表示用于刪除在訂單賬簿中的訂單的指令)僅承載訂單的標(biāo)識(shí)符。在這樣的情況下，消息并沒有承載足夠的信息，消息的接收方需要對(duì)訂單、其相關(guān)聯(lián)的價(jià)格和數(shù)目進(jìn)行檢索，甚至在某些市場(chǎng)中，還對(duì)其工具和側(cè)(出價(jià)側(cè)或要價(jià)側(cè))進(jìn)行檢索，然后再執(zhí)行操作，例如刪除訂單。
[0027]現(xiàn)有的訂單管理設(shè)備10是以軟件實(shí)施的。其一般使用散列表或散列圖。
[0028]散列表表示一種標(biāo)準(zhǔn)軟件部件，其在多種庫和語言中都是可用的。這些散列表的密鑰是訂單標(biāo)識(shí)符(訂單ID)，值是完整的訂單或指向這些訂單的指針。散列表將每個(gè)密鑰(訂單ID)關(guān)聯(lián)到使用散列函數(shù)計(jì)算出的地址，如圖2所示。該地址則用于在存儲(chǔ)器中對(duì)值(完整的訂單)進(jìn)行檢索。訂單ID不能直接用作地址，因?yàn)橛唵蜪D在比存儲(chǔ)器地址位更多的位上進(jìn)行編碼，因此其過長(zhǎng)。此外，一般而言，可能的ID比可用的存儲(chǔ)器位置多。使用這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)散列函數(shù)對(duì)多于一個(gè)的訂單ID產(chǎn)生相同的地址時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)“沖突”。為了克服沖突問題，某些現(xiàn)有的訂單管理設(shè)備使用了多個(gè)散列函數(shù)，以便在出現(xiàn)沖突時(shí)擁有替選地址，或者在每個(gè)散列表?xiàng)l目中將多個(gè)訂單鏈表化。其他方案基于這樣的有效散列函數(shù):該散列函數(shù)試圖在整個(gè)存儲(chǔ)器中均勻地分散訂單，以避免沖突。
[0029]然而，這些類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了大量的隨機(jī)存儲(chǔ)器訪問，因?yàn)橛唵蜪D在市場(chǎng)數(shù)據(jù)流中并不以順序的方式出現(xiàn)，而散列函數(shù)將這些已然是隨機(jī)的ID均勻地分布到整個(gè)存儲(chǔ)器