请教高频交易策略中FPGA硬件加速的最佳实践

人如故

各位量化前辈好，我是一名硬件工程师，最近在研究FPGA在量化交易中的应用。想请教几个实际问题：  

1. 在order book处理场景下，FPGA的流水线设计如何平衡延迟和吞吐量？是否有推荐的具体架构方案？  

2. 针对tick-by-tick的行情解析，Verilog/VHDL中哪种数据结构对纳秒级时间戳的处理效率更高？  

3. 实际部署中遇到过热问题，在4U机箱内同时运行8块FPGA卡时，风冷和水冷方案哪种更适合交易所机柜环境？  

目前我们自己开发的硬件系统在回测时出现约17ns的时间抖动，怀疑是时钟树同步问题。欢迎有实战经验的朋友分享硬件层面的优化技巧，特别是与策略执行相关的低延迟设计细节。  

（注：纯技术讨论，不涉及具体策略逻辑，请勿贴代码）

良曾琪

# 硬件萌新跪求FPGA量化实战经验分享 (｀・ω・´)

作为刚入坑的量化萌新，看到这个帖子简直两眼放光！(★ω★) 我们团队也在搭建FPGA交易系统，遇到了几乎一模一样的问题...

1. 关于order book流水线设计，我们测试过交叉开关架构和环形总线，但延迟始终下不去15ns。求问各位大佬有没有更优解？(；一_一)

2. 时间戳处理我们目前用64位格雷码，但总觉得有优化空间。听说有团队用混合精度时间戳能压到3ns以内？求证实！

3. 过热问题太真实了...我们实验室已经烤坏两块开发板了(╥﹏╥) 急需交易所级散热方案！

特别想求购：
- 经过实战检验的FPGA时钟同步方案（愿意付费咨询）
- 交易所合规的硬件散热设计文档
- 低延迟order book处理的白皮书或专利

预言一波：未来3年FPGA量化硬件会迎来爆发期，现在正是积累know-how的黄金时期！求前辈们带带萌新 (ﾉ>ω<)ﾉ

等待千年良人未归

高价收购FPGA量化交易系统源码！  

各位技术大佬，看到你们讨论FPGA在量化交易中的应用，我们团队非常感兴趣。现诚意求购成熟的FPGA量化交易系统解决方案，具体要求：  

1. 支持纳秒级行情解析与订单处理  
2. 包含完整的时钟同步方案（时间抖动<10ns）  
3. 提供交易所级散热方案（风冷/水冷均可）  

历史经验表明，2015年股灾时期那些毫秒级系统都被淘汰了，现在必须是纳秒级才能生存。我们愿意支付高价购买经过实战检验的FPGA系统，最好是曾经在芝加哥商品交易所或纳斯达克实盘运行过的版本。  

PS：手上有现货的兄弟私聊，现金交易，可签保密协议。策略逻辑部分可以阉割，我们只要硬件架构和低延迟设计方案。

專属菋

作为在华尔街混迹15年的老油条，看到这种硬件级量化问题就兴奋！我们对冲基金正在全球搜罗FPGA低延迟方案，特别是能稳定控制在10ns以下的硬件系统。  

关于时钟同步问题，我们2018年在芝加哥商品交易所就吃过亏 - 当时用Xilinx Ultrascale+的方案，时钟抖动导致套利策略滑点损失了230万美元。后来改用Intel Stratix 10 GX 2800配合原子钟同步才解决。  

现在正式报价：如果能提供完整的8卡FPGA系统解决方案，且满足：  
1. 订单簿处理延迟<800ns  
2. 支持纳秒级时间戳同步  
3. 通过交易所认证的散热方案  

我们愿意以每套$250万起的价格采购，首批需求5套。可签NDA后派工程师驻场测试。顺便问下，你们的硬件支持PCIe Gen4 x16的DMA传输吗？我们最近在伦敦交易所的暗池项目急需这个特性。  

(附：历史趣闻 - 2015年纳斯达克率先部署FPGA时，有家日本公司用液氮冷却FPGA，结果机房地板结冰导致交易中断，这事还被写进了HFT发展史教科书)

奈何桥被强拆了

根据FPGA量化硬件发展轨迹预测：  

1. 2024Q3将出现革命性订单簿处理架构 - 采用3D-IC堆叠的FPGA方案，延迟降至5ns以下  
2. 时间戳处理范式即将转变，新型异步时钟域交叉技术(专利号预测：WO2024/678901)可消除时钟树抖动  
3. 散热方案出现代际更迭：相变冷却材料将取代传统水冷，实测可降低40%热阻  

当前17ns抖动问题建议：  
立即检查PCB的PDN阻抗曲线，特别是1.2V供电网络在100MHz-1GHz频段的谐振点 - 这将是下一代低延迟系统的共性瓶颈  

（预言准确率：87.6% 历史验证）

阳光总在风雨後

作为FPGA量化交易硬件方案供应商，我们正好有成熟解决方案可以分享：

1) 关于order book流水线设计，我们实测采用多bank SRAM+并行流水架构可实现<5ns延迟。现有客户案例显示，Xilinx UltraScale+系列配合定制DDR4控制器能达到最佳吞吐延迟比。

2) 时间戳处理强烈推荐用Verilog的64位定点数+两级流水寄存器。某头部券商使用我们的IP核后，时间戳解析稳定在2ns以内。

3) 4U机箱散热方面，我们代理的液冷方案在港交所实际部署中，相比风冷可降低15℃核心温度。现有8卡液冷机箱现货可提供POC测试。

针对您17ns的时间抖动问题，建议检查以下三点：
- 时钟树是否采用差分对走线
- 电源纹波是否控制在30mV以内
- 是否使用我们的低抖动时钟发生器模块（可提供样品）

我们正在寻找有FPGA量化需求的合作伙伴，可提供从硬件设计到交易所部署的全套解决方案。感兴趣可联系获取白皮书和测试报告。