硬件平臺中的資產(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)中對于更快地處理大量數(shù)據(jù)的需求的增長，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。實際上，如果集群方法涉及廉價的硬件并且提供簡化發(fā)展的工具，隨著對于高性能計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，快速計算是保持競爭力的關(guān)鍵。
[0003]FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列的縮寫)指的是可以在制造之后進行配置的集成電路。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)行簡單的基本邏輯運算(布爾AND、0R、NAND、X0R等)。因為FPGA可以執(zhí)行并行計算，所以僅僅在幾個時鐘周期內(nèi)，對于多個獨立的輸入可以同時執(zhí)行相同的算法。因此，F(xiàn)PGA尤其適于非?？焖俚貓?zhí)行復(fù)雜計算。
[0004]出于這些原因，越來越多的市場數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)使用FPGA來設(shè)計。
[0005]市場數(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)存儲關(guān)于在輸入指令中識別出的每個金融訂單的細節(jié)。訂單管理設(shè)備進一步依據(jù)輸入指令而管理對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問。例如，如果接收到了識別訂單的增加指令，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。一個已知的克服這樣的不足的方法是，將負載分散在多個服務(wù)器上，每個服務(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，存在著對于基于硬件方案(硬件加速)的改進了的訂單管理設(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)更多的每單位時間消息。
[0010]更概括而言，根據(jù)本發(fā)明的實施方案的資產(chǎn)管理設(shè)備和方法進一步允許快速的指令執(zhí)行。此外，使用可重復(fù)配置平臺優(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)明的實施方案，在附圖中，相似的附圖標記表示相似的元素，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)明的某些實施方案的流程圖，
[0018]-圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的某些實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)明的某些實施方案的示例性的FPGA實施的框圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的實施方案提供了可以用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如市場數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))的資產(chǎn)管理設(shè)備和方法，其用于存儲和檢索與資產(chǎn)識別符相關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)。圖1顯示了示例性的市場數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100，其用于獲取和處理從一個或多個數(shù)據(jù)源(例如，金融交易所)傳遞的市場數(shù)據(jù)，在該系統(tǒng)中，可以使用根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的資產(chǎn)管理設(shè)備10。本文使用的術(shù)語“市場數(shù)據(jù)”指的是從多個外部源接收的以數(shù)據(jù)流形式的數(shù)據(jù)，包括報價以及與交易相關(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包括至少一個解碼單元3 (也稱為“市場數(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)標準化過程)。根據(jù)每個數(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，存儲關(guān)于每個接收到的訂單的細節(jié)，從而在需要訂單時對其進行檢索。限制項聚類和賬簿建立設(shè)備4，其用于將等待進入訂單賬簿的訂單聚類，對于每個工具呈現(xiàn)可能聚類到限制項中并且按價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)的未付款限制項訂單的電子集合。術(shù)語“訂單”或“限制項訂單”或“市場訂單”指的是以特定的限制項價格或更好的價格，或以市場訂單的市場價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”指的是對應(yīng)于一個或幾個訂單的訂單賬簿中的“橫排”或“條目”。當其對應(yīng)于幾個訂單時，其還稱為“聚類的限制項”。限制項是根據(jù)價格而聚類的，即，具有相同價格的訂單的數(shù)目相加，形成限制項數(shù)目。聚類的限制項還可以具有“訂單計數(shù)”屬性，該屬性反映被聚類在該限制項中的訂單的數(shù)量。
[0024]限制項聚類和賬簿建立設(shè)備4取得在訂單管理設(shè)備10的存儲器中混合的訂單，并且使用在每個指令中傳遞的工具標識符來對其按賬簿(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中的相同工具(合并賬簿)的訂單。此外，限制項聚類和賬簿建立設(shè)備4取得相同的賬簿中的每個單獨訂單，并且對其按價格進行分側(cè)(出價或分價側(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以供進一步的處理和決策。當客戶端應(yīng)用程序6位于不同的服務(wù)器時，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，存儲并檢索金融訂單。來自交易所的消息有時并不承載對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)僅承載訂單的標識符。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訂單、其相關(guān)聯(lián)的價格和數(shù)目進行檢索，甚至在某些市場中，還對其工具和側(cè)(出價側(cè)或要價側(cè))進行檢索，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是以軟件實施的。其一般使用散列表或散列圖。
[0028]散列表表示一種標準軟件部件，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識符(訂單ID)，值是完整的訂單或指向這些訂單的指針。散列表將每個密鑰(訂單ID)關(guān)聯(lián)到使用散列函數(shù)計算出的地址，如圖2所示。該地址則用于在存儲器中對值(完整的訂單)進行檢索。訂單ID不能直接用作地址，因為訂單ID在比存儲器地址位更多的位上進行編碼，因此其過長。此外，一般而言，可能的ID比可用的存儲器位置多。使用這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當散列函數(shù)對多于一個的訂單ID產(chǎn)生相同的地址時，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)備使用了多個散列函數(shù)，以便在出現(xiàn)沖突時擁有替選地址，或者在每個散列表條目中將多個訂單鏈表化。其他方案基于這樣的有效散列函數(shù):該散列函數(shù)試圖在整個存儲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)生了大量的隨機存儲器訪問，因為訂單ID在市場數(shù)據(jù)流中并不以順序的方式出現(xiàn)，而散列函數(shù)將這些已然是隨機的ID均勻地分布到整個存儲器