Accelerator systems for FinTech

เนื่องจาก Algorithmic Trading หรือการซื้อขายในตลาดหลักทรัพย์ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์มีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง เพิ่มจาก 10% ในปี 2015 เป็น 23% ในปี 2020 ในช่วงที่ผ่านมา การนำฮาร์ดแวร์มาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในธุรกิจการเงิน เพื่อช่วยลดระยะเวลาในการส่งคำสั่งซื้อเเละเพิ่มโอกาสจากการ trade ที่รวดเร็ว ซึ่งสามารถใช้พัฒนาระบบที่มีความเร็วจากการซื้อขายหลักทรัพย์สูงกว่าระบบเดิม ๆ 10 ถึง 100 เท่า โดยสามารถทำความเร็วในการซื้อขายได้ภายในเวลาที่น้อยกว่า 900 นาโนวินาที

ในบทความนี้จะกล่าวถึงหัวข้อ ดังต่อไปนี้

• เทคโนโลยีที่ผ่านมาของ Stock Trading และเทคโนโลยีล่าสุดของ Algorithmic Trading ในปัจจุบันและอนาคต
• บริการพื้นฐานของตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทย สำหรับ Algorithmic Trading
• การเทรดใน SET ด้วยความเร็วน้อยกว่า 900 ns ทำได้อย่างไร
• ตัวอย่าง Accelerated Algorithmic Trading จาก Xilinx สำหรับ Alveo Accelerator Card
• DG’s Turnkey Accelerator Systems

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการซื้อขายหลักทรัพย์ในตลาดหุ้น

เริ่มแรก ซื้อขายโดยคนด้วยการส่งคำสั่งซื้อขายผ่านโบรกเกอร์ หรือผ่านโปรแกรมที่ให้บริการ วิธีการนี้ยังใช้ได้ดีในปัจจุบัน เหมาะสำหรับนักลงทุนที่ซื้อและถือหุ้นในระยะยาวคือ นักลงทุนที่ต้องการตัดสินใจซื้อหุ้นแต่ละครั้งด้วยตนเอง

ต่อมา ซื้อขายโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ หรือที่ตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทย เรียกว่า โปรแกรมเทรดดิ้ง วิธีการนี้เหมาะสำหรับการซื้อขายหุ้นในระยะสั้น สามารถตัดสินใจซื้อขายหุ้นโดยอัตโนมัติภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ถัดมา ยังเป็นการซื้อขายโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ แต่ใช้ฮาร์ดแวร์หรือระบบคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ฮาร์ดแวร์ที่สำคัญสำหรับระบบนี้คือ network card ที่สามารถเร่งความเร็ว การรับส่งข้อมูลผ่าน network และสามารถบายพาสข้อมูลระหว่างแอปพลิเคชันกับเน็ตเวิร์คการ์ดได้โดยไม่ต้องผ่าน OS เช่น สมาร์ทเน็ตเวิร์คการ์ด Solarflare

และในปัจจุบัน เป็นการนำเอา Algorithm ที่อยู่ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ลงไปทำงานในฮาร์ดแวร์ โดยให้ Accelerator Card รับข้อมูล ตัดสินใจ และส่งคำสั่งซื้อขายได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่าน CPU หรือ OS

ซึ่งทาง Xilinx ผู้ผลิต Accelerator Card เรียกระบบนี้ว่า Accelerated Algorithmic Trading (AAT) เป็นระบบที่สามารถพัฒนาได้โดยไม่จำเป็นต้องมีความรู้ภาษาทางด้านฮาร์ดแวร์ เช่น VHDL หรือ Verilog สามารถพัฒนา Trading Algorithm ด้วยภาษาระดับสูง (High Level Language) เช่น C, C++, OpenCL

เมื่อเปรียบเทียบความเร็วของ Algorithmic Trading ในแบบต่าง ๆ จะเห็นว่าระบบเดิมที่ใช้ซอฟต์แวร์และคอมพิวเตอร์ธรรมดา มีความเร็วในการเทรดที่ระดับมิลลิวินาที

ส่วนระบบที่นิยมในปัจจุบันที่ใช้ในคอมพิวเตอร์และสมาร์ทเน็ตเวิร์คการ์ด สามารถทำความเร็วได้ที่ระดับ 0.1 มิลลิวินาที หรือ 10 ไมโครวินาที ซึ่งถือว่าเป็นความเร็วที่สูงมาก แต่ยังมีระบบที่เร็วได้มากกว่าคือ ระบบ Accelerated Algorithmic Trading ที่รัน Algorithm ใน Accelerator Card โดยตรง สามารถทำความเร็วได้น้อยกว่า 0.001 มิลลิวินาที หรือน้อยกว่า 900 นาโนวินาที

ซึ่งแน่นอนว่าใครที่ใช้ระบบทำงานที่เร็วกว่า ย่อมมีโอกาสทำกำไรจากความผันผวนของราคาหลักทรัพย์ได้มากกว่า ถ้า Algorithm ฉลาดพอ

Market share ของ Algorithmic Trading หรือ High Frequency Trading ในการซื้อขายหุ้นในอเมริกา ยุโรป และตลาดหุ้นออสเตรเลีย

Algorithmic Trading in SET Thailand

Algorithmic Trading ในตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทย (ตลท.) หรือที่นิยมเรียกว่า “Program Trading” ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

กราฟนี้แสดงปริมาณการซื้อขายของ Algorithmic Trading ต่อปริมาณการซื้อขายทั้งหมด ซึ่งมีแนวโน้มสัดส่วนเพิ่มมากขึ้น โดยเราคาดการณ์ว่ามีปริมาณ 30% ในปี 2021 ที่ผ่านมา

ทำไมความเร็วถึงมีความสำคัญในการซื้อขายหุ้น

ตลาดหุ้นเสนอฟีดข้อมูลตลาด (Market data) โดยตรงในรูปแบบของแพ็คเก็จ UDP และหลายเซสชัน UDP ให้กับลูกค้าทั้งหมดในเครือข่าย เครื่องซื้อขายของลูกค้าทุกเครื่องจะได้รับฟีดข้อมูลเดียวกันในเวลาเดียวกัน ใครสามารถส่งคำสั่งซื้อเข้าตลาดหุ้นก่อนก็จะมีโอกาสสำเร็จสูงกว่า

ดังนั้น ความเร็วในการรับข้อมูลตลาด (Market Data) ตัดสินใจ (Algorithm) และสั่งซื้อขาย (Order Book) คือ หัวใจสำคัญของ Algorithm Trading

ในปัจจุบัน ตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทยได้เตรียมโครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับ Algorithmic Trading โดยให้บริการ co-location ที่ Data Center ของตลาดหลักทรัพย์สำหรับการติดตั้ง Server ที่ศูนย์ข้อมูล (ตลท.) ที่เชื่อมต่อด้วยสายสัญญาณ network ระดับ 10Gigabit และติดตั้งอุปกรณ์ network switch แบบ Ultra low latency เพื่อรองรับความต้องการของ Algorithmic trading ความเร็วสูง

Co-location และ low latency 10G network นี้จะช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว และเชื่อถือได้ภายในศูนย์ข้อมูลสำนักงานคณะกรรมการกำกับหลักทรัพย์และตลาดหลักทรัพย์ (กลต.) และสามารถสั่งซื้อขายได้อย่างรวดเร็วสำหรับลูกค้าที่เข้ามาใช้บริการนี้

ความเร็วระดับ 10 ไมโครวินาที ในระบบที่ใช้ high-performance คอมพิวเตอร์และสมาร์ทเน็ตเวิร์ค ทำได้อย่างไร

จากผลการทดสอบ สมาร์ทเน็ตเวิร์คการ์ด Solarflare ของ Xilinx ความเร็วที่แอปพลิเคชันสามารถรับข้อมูล Market Data อยู่ที่ระดับ 4,000 นาโนวินาที หรือ 4 โมโครวินาที ความเร็วที่แอปพลิเคชันสามารถส่งข้อมูลคำสั่งซื้อขาย (Order Book) ออกไปยังเครือข่ายอยู่ที่ระดับ 5,000 นาโนวินาที หรือ 5 ไมโครวินาที พอเวลาที่ใช้ในการประมวลผลอยู่ที่ระดับ 1 ไมโครวินาที จะใช้เวลาทั้งหมด 10 ไมโครวินาที ในการรับข้อมูลตัดสินใจและส่งคำสั่งซื้อขาย

ซึ่งความเร็วของสมาร์ทเน็ตเวิร์คการ์ดจะมีขีดจำกัดอยู่ที่ระดับ 10 ไมโครวินาที เนื่องจากยังจำเป็นต้องรับส่งข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อแบบ PCI express กับ CPU ประมวลผลด้วย Software

ความเร็วในการซื้อขายน้อยกว่า 900 ns ทำได้อย่างไร

มีองค์ประกอบ ดังต่อไปนี้

• Accelerator Card ที่สามารถ Re-Program Trading Algorithm ซึ่งในที่นี้คือ Alveo Accelerator Card ของ Xilinx
• Network protocol engine ที่มี latency ต่ำมาก ๆ หรือ Network IP Core ที่สามารถทำงานแทน Ethernet Controller และ TCP/UDP Offload engine
• ภาษาระดับสูง เพื่อพัฒนา Trading Algorithm ให้ทำงานบนฮาร์ดแวร์ หรือ Accelerator Card
• เครื่องมือในการพัฒนาที่เข้าถึงได้ง่ายและพร้อมใช้งาน

ซึ่งทั้งหมดนี้มีใน Solution ของ Xilinx และ Design Gateway

ตัวอย่าง Accelerated Algorithmic Trading

DG’s Turnkey Accelerator Systems for Fintech

สำหรับท่านที่สนใจพัฒนาระบบ Accelerated Algorithmic Trading ทางบริษัทดีไซน์เกทเวย์ เป็นตัวแทนจำหน่ายประเภท Value-Added Reseller รายแรกในประเทศไทยสำหรับผลิตภัณฑ์ Alveo Accelerator Card และ Smart Network Card ของ Xilinx

นอกจากนี้เรายังผลิตและจำหน่าย Turnkey Accelerator Systems ซึ่งเป็น Tower Case Workstation ที่ติดตั้ง Alveo Accelerator Card มาพร้อมกับ Development Tools และ Accelerated Algorithmic Trading demo ของ Xilinx ให้นักพัฒนาสามารถนำไปพัฒนาระบบได้ทันที โดยไม่จำเป็นต้องเสียเวลาติดตั้งระบบเอง