江顺锁深度解析,中金公司超极速交易系统创新探索与实践之路

江顺锁在中金公司超极速交易系统探索与实践的主题下，可能会涉及以下内容：
### 1. 引言 - 背景介绍：中金公司作为一家领先的投资银行和资产管理公司，对交易系统的性能要求极高。 - 目的：探讨如何构建一个超极速交易系统，以满足市场对交易速度和效率的需求。
### 2. 超极速交易系统的必要性 - 市场竞争：在金融市场中，交易速度是竞争优势的关键。 - 投资者需求：机构投资者和个人投资者对交易速度的要求日益提高。 - 技术进步：随着技术的发展，交易系统的性能边界不断被突破。
### 3. 系统架构设计 - 硬件选型：介绍用于构建超极速交易系统的硬件设备，如服务器、网络设备等。 - 软件架构：阐述系统采用的软件架构，包括数据库、中间件、交易引擎等。 - 分布式设计：探讨如何通过分布式架构提高系统的并发处理能力和容错性。
### 4. 关键技术 - 交易引擎优化：介绍如何优化交易引擎，提高交易执行速度。 - 高速网络技术：探讨如何利用高速网络技术减少延迟，提高交易效率。 - 数据同步与缓存：介绍如何优化数据同步和缓存机制，提高数据处理速度。
### 5. 实施与部署 - 项目管理：介绍项目实施过程中的项目管理方法和

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文 / 中金公司董事总经理、中金公司Global Market科技负责人 江顺锁

中金公司Global Market极速交易团队 詹孟粮 李秉乾

近年来，随着科技的发展和机构客户对于交易时延的极致需求，交易系统在低时延领域的研发能力也不断提升，各类市场参与机构都在极速交易领域投入大量资源。《证券期货市场程序化交易管理办法（征求意见稿）》、《证券公司收益互换业务管理办法》和《关于加强程序化交易管理有关事项的通知》等法规及自律规则的出台和发布，更是为量化投资机构提供了规范的市场参与指引，助力二级市场流动性更加活跃。

按照监管要求，响应市场需求，中国国际金融股份有限公司（以下简称“中金公司”）长期坚持交易系统生态自主可控，将科技与金融业务进行深度融合，在2001年推出全自研集中交易系统的基础上，技术不断迭代升级，于2019年底研发上线了极速交易系统，为客户提供了优质的低时延交易服务，助力公司机构交易业务始终站在市场前列。同时，中金公司充分利用自研的优势，在内存数据库、分布式消息总线、低时延网络通信框架等各个交易系统核心领域进行了深入研究，保障了核心交易系统的技术领先和自主可控。基于持续的业务经验和技术积累，中金公司于2023年推出新一代超极速系统，为低延迟交易业务提供微秒级时延的交易服务，引领市场。此外，中金公司在自研交易软件的基础上，积极开展信创硬件的适配探索，实现了中金公司场内信创分布式交易平台的并轨运行。

中金公司董事总经理、 中金公司Global Market科技负责人 江顺锁

业技融合，以客户为中心打造极速交易生态

中金公司极速交易系统上线以来，围绕业务发展需要，先后支持了A/B款互换交易、DMA收益互换交易、场内两融交易、QFII交易等多种交易模式，服务各类机构客户的交易需求。《证券公司收益互换业务管理办法》出台后，中金公司第一时间完成收益互换极速交易系统的搭建，并自主研发旁路风控、异常交易事前控制的系统，成为市场上首家上线收益互换极速交易系统的机构，并在不影响客户交易的前提下完成从A/B款模式到收益互换新规模式的切换。

在充分了解客户需求，严格遵守业务规则和监管要求基础上，中金公司通过将交易通道和非交易通道隔离、风控规则和业务规则融合的方式，打造新一代超极速交易系统，实现了收益互换业务的整体穿透时延低于10微秒，进一步满足量化客户的极致低时延交易需求。

自主可控，以超极速引领交易技术迭代升级

中金公司超极速系统在业务设计上采用交易和管理通道隔离、风控和业务规则融合的方式，架构图如图1所示。在技术架构上，为了追求极致低时延，同时保证系统的数据一致性和高可用，研发了以“无锁队列技术+低时延网卡+自研内存数据库CDB”为核心的“闪电”基础架构。中金公司经过多指标、多场景的精细化度量，发现制约时延进一步压缩的瓶颈集中在如下两个方面：一是网络通讯IO层面的时延；二是业务处理时对资金、持仓、订单等数据的管理以及为保证数据一致性所带来的时延。目前业内交易系统普遍使用开源的网络通讯框架，为了提高网卡和操作系统资源利用率，这些框架的IO模型以Nio/Aio/Iouring为主。中金公司超极速交易系统基于Solarflare网卡的TCPDirect技术，使用multiplexer epoll模型，用Rust语言自研了低时延网络通讯框架FlashIO，自研通讯框架的穿透时延稳定在1.6微秒以内，有效解决了通讯层IO层的时延问题，并提高了各类场景订单流下的时延稳定性。针对业务处理时对资金、持仓、订单等数据的管理，中金公司自研了嵌入式内存数据库CDB，在利用CPU多级缓存和纯内存计算保证低时延的同时，通过CDB数据库的事务机制保证业务数据的一致性，通过自研“闪电”架构，隔离不同客户订单的同时，保障同一客户订单同一通道处理，消除并发控制的性能损耗。在高可用和数据持久化方面，通过架构提供的pipeline管道机制，实现了数据流从交易进程-CDB内存数据库-管理进程-交易数据总线-硬盘数据库-灾备数据中心的多级数据存储/备份机制，结合交易所回报重传机制，实现了完备的数据恢复和高可用机制。

此外，在细节的打磨上，中金公司超极速交易系统对系统线程模型、通讯协议设计、操作系统CPU调度、CPU选型、BIOS调优、数据结构设计等交易链路各环节进行了更细粒度的优化设计，最终实现极速收益互换业务小于10微秒的穿透时延，引领市场。

在追求极致交易速度的同时，中金公司高度重视交易速度对实时风控的挑战，中金公司超极速系统通过风控倒算、试算拦截等方式，保障了在不影响交易速度的前提下，实现各类事前风险控制。同时，通过引入旁路风控的系统，对整体交易进行事中控制；通过接入交易数据总线，为中下游管控系统提供实时的交易数据；将业务纳入公司全面风险管理系统的管控，有效控制交易风险。

图1 中金公司超极速交易系统架构图

信创改造，以高标准、严要求打好实践基础

金融行业是信创改造的重点领域，中金公司高度重视，快速启动信创改造方案。在交易系统信创改造方面，不仅需要保证业务的连续性和稳定性，还要维持全链路的低时延，涉及的改造点多、难度大。得益于20多年来自研交易系统所积累的经验，中金公司第一时间梳理了极速交易全链路的信创改造点，包括低时延交换机、低时延网卡、操作系统、数据库、程序代码跨平台适配编译等。

经过深入研究发现，交换机和网卡改造对业务逻辑的影响相对较小，交易系统的信创化改造重点在于围绕程序在信创操作系统的编译运行和交易系统适配信创数据库这两个关键环节。对此，超极速交易系统在设计架构时进行了针对性的考量：在适配操作系统编译运行层面，超极速交易系统以Rust和Java语言为主编写，两种语言都可以支持跨平台编译，方便进行信创操作系统的选型和适配。同时，交易进程核心业务逻辑为单线程处理，通过使用低时延网卡kernel by pass技术以及在编程时最大程度复用数据结构，减少操作系统内核IO层面的调用和频繁内存分配带来的时延开销，使交易进程大部分时间保持在用户态，避免操作系统调度线程执行时上下文切换引入的时延开销。超极速交易系统通过减少和操作系统内核的直接交互，降低了对操作系统内核性能的依赖。在适配信创数据库层面，超极速交易系统采取读写分离的多进程架构，交易进程和管理进程通过自研内存数据库CDB使用共享内存技术交互。通过“闪电”架构提供的pipeline管道机制，隔离交易进程对硬盘数据库的访问，仅在管理进程的数据持久化服务中使用硬盘数据库，因此信创数据库的适配不再成为交易性能的瓶颈。

经过多轮研发和测试，基于全自研“闪电”架构的超极速交易系统，完成了在华为交换机、中科驭数低时延网卡、海光服务器、麒麟操作系统、达梦数据库等信创软硬件上的适配工作，结合交易链路各环节调优，中金公司超极速交易系统在信创环境将时延优化到20微秒以内，相较于业内非信创的极速交易系统，中金公司信创超极速交易系统在时延上仍然可以保持优势。面对交易系统信创改造带来的困难和挑战，中金公司充分发挥自研优势，追求卓越，勇于创新，在完成超极速交易系统信创改造的同时，为高频量化客户提供低时延全业务的极速交易服务。

面向未来，打造新一代低时延分布式交易平台

目前，基于坚持自主可控的研发路线，中金公司交易系统形成了以超极速交易节点为核心的三地三中心的分布式交易平台，并实现交易系统、账户系统、资产簿记系统、清算交收系统相分离的体系。客户通过不同的交易终端，统一接入中台路由，在北京、上海、深圳三地不同的交易节点交易，并通过分布式交易总线实现交易节点间、交易节点与资产中心的实时数据交互，以及将交易数据实时同步至下游合规、风控等系统以开展实时风控，打造了开放可定制、横向可扩展的分布式交易生态（详见图2）。各个分布式交易节点间通过分布式交易总线进行信息交互，有效支撑了三地分布式交易节点之间的实时数据交互。

图2 新一代低时延分布式交易平台

中央金融工作会议指出，金融系统要切实提高政治站位，胸怀“国之大者”，强化使命担当，以金融高质量发展助力强国建设、民族复兴伟业。在核心交易系统层面，中金公司长期坚持自主可控，在防范化解风险的同时，稳中求进，保持核心科技竞争力。未来，中金公司将继续提高政治站位，发挥国有金融企业优势，勇于担当，持续探索前沿科技，实现全栈信创，推动金融行业高质量发展。