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高频交易商:微秒之间的掘金达人

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发表于 2014-4-29 13:52:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
自从货币问世以来,许多人靠比别人 更早获得重要新闻而发了大财。20 世 纪上半叶在许多美国城市,臭名昭著 的黑帮也通过控制赛马 新闻而赚得 盆满钵满。


最初,赛马的结果是通过西联国际汇款 公司(Western Union)的电报网络发 出的。然而当该公司终止向其认为可疑 的客户提供服务后,一些无良机构开始 进入这个领域。他们在大众获知赛马结 果之前用专有电报线缆把赛马结果发送 至非法投注站,后者在获知胜负信息后 就会拒绝人们投注获胜的赛马,只允许 投注输掉的赛马。


这种欺骗行为持续了几十年,非法投注 站向这些电报服务商支付了非常可观的 报酬,而这些钱养活了Mont Teenes 和 Al Capone 等著名芝加哥黑帮。第一时 间获得比赛胜负的快速电报服务是非法 投注站不会拒绝的服务。美国参议院为 调查跨州商业犯罪设立的特别委员会在 1951 年的一份报告中提到:“电报服务 对投注站非常重要,就像证券报价机对 证券经纪人一样。”


在当今这个电视直播早已普及的时代, 投注站再也不能靠快人一步而获利。不 过,对那些以高速金融工具做生意的大 型金融公司来说,“快人一步”依然有利可图,这就是他们所谓的 “高频交易”。 即时的市场信息对从事高频交易的公司具 有绝对的重要性,因此在获取信息和执行 交易的过程中,他们使用了极其尖端的技 术把可能的时间延误降到了最小(以微秒 来计算的时差)。


几年前,修建纽约与芝加哥证券交易所专 用数据传输线路的工程花费了数亿美元, 此外还有许多类似的工程正在施工。在股 票市场,百万分之一秒的优势就可能意味着 数百万美元的利润。


在伊利诺理工大学斯图尔特商学院教授计 量金融学的本杰明·范·弗利特说:“在高 频交易的时代,技术速度本身就是一种策 略。”他认为高频交易就像是从地上捡金币, 它并不需要多少分析力和洞察力,速度决 定一切,“谁最快,谁就能赢”。 股票买卖、商品期货和其他金融工具曾经 有过喧嚣的传统,提起证券交易所,你很容 易联想起人们站在“池子”里通过呼喊完 成交易的场景。这种交易方式早已过时,如今大多数交易都是通过金融行业专用的电 子通信网络完成的。这些通信网络在20 世 纪60 年代末问世,并在随后的几十年里蓬 勃发展。


网络普及后,精明的市场参与者学会了碎 片化交易,他们把购入和卖出的订单拆分成 许多份,利用零碎的时间提交交易,使其真 实意图不易被他人发现。这一策略有助于 在大量买进某支股票时防止市场推高这支 股票的价格,或者在抛售股票时防止价格 下跌。


然而,过去几年里,高频交易商开始使用反 应特别迅速的自动交易平台,这使得“碎片 化交易”最近已经没之前那么有效了。耶鲁 大学管理学院弗兰克说:“现在我交易股票 时,总感觉有人站在我的背后。”2008 年至 2010 年,他曾经在华尔街管理一个5 亿美 元的基金。“高频交易商总是能找到我的交 易规律。”


高频交易商从市场上获取即时交易信息,并 据此预测股票价格可能发生的变化。随后他们会高速进行买入操作,并在数分钟甚 至数秒钟之后卖出。每次操作虽然获利微 薄,但由于交易次数极其巨大,微利能迅速 积少成多。因此即使弗兰克等投资管理人 知道高频交易商的策略也无法有效应对。 弗兰克2010 年对美国金融市场进行的一 项研究表明,2009 年,美国股市交易总量 的78% 都是高频交易,而在1995 年时几乎 为零。目前,高频交易对于整体经济的价值 仍存在争议。从事这一交易的人士认为他 们跟证券交易所的其他交易商没什么两样, 他们也为市场提供了重要的流动资本。


有人对此持怀疑态度,弗兰克就是其中的 一位。他指出与普通的市场交易商不同,高 频交易商能迅速从市场退出,而这可能引 发严重的问题。弗兰克提到了2010 年5 月 6 日股市发生的“闪电崩盘”,当天,道琼斯 30 种工业股票平均价格指数诡异地暴跌了 约1000 点,几分钟之后跌幅迅速收窄。弗 兰克认为高频交易的突然消失是导致此次 崩盘的部分原因。


纽约证券交易所(简称纽交所)座落在曼 哈顿下城华尔街11号,许多人认为这里是 美国证券交易的中心,而实际上,真正的股 票交易都发生在50 公里外的新泽西州莫 瓦郊区的一座巨大的无窗建筑物内。纽约 泛欧交易所集团2010 年在此新建了一座占 地37000 平方米的数据中心。纽交所在此 安装了“匹配引擎”,即把来自交易员的大 量买进和卖出订单联系在一起的服务器。 也就是在这里,坐落着许多金融公司,他们 想让自己的电脑交易设备尽可能地靠近匹 配引擎,以降低接收市场信息与执行交易 指令中的信号延迟。每天,价值700 亿美元 的16 亿股股票(美国全国股票数量总额 约68 亿股)在这里机器中进行交易。


没错,这个数据中心是美国金融市场的重 要枢纽。因此才会有武装警卫、液压控制 的钢制护栏与炸弹嗅探犬护卫着这栋大楼。 把交易设备安装于这附近的高频交易公司 自以为享受了其他公司不具有的宝贵速度优势。一些公司甚至想把设备安装在离交易所的匹配引擎特别近的 地方来抢占零点几微秒的优势。但从技术上来说,他们都犯了错。 纽交所基础设施部门全球负责人唐·布鲁克说:“所有公司的线路 都要通过同一组交换机,同一个核心网络和同一个局域网接入匹配 引擎。无论他们把交易设备安装在什么地方,匹配引擎的数据总是 以相同的速度传送到每个托管客户的路由器,没人能抢占先机。要 做到这一点并不难:连接匹配引擎的电缆的长度永远是相同的,无 论是10 米还是500 米。”


虽然把数公里长的光纤网络电缆盘绕在服务器机架上看似有点浪 费,但公平原则和美国证券交易委员会都要求纽交所尽一切可能为 托管客户创造公平的竞争环境。不过这并不意味着这个捡金币(套 用范·弗利特的类比)全靠运气。技术依然决定一切。布鲁克说:“客 户为在自己的交易设备内减少时间延迟,无所不用其极。”


加拿大渥太华Solace Systems 公司是为金融公司提供帮助的众多公 司之一。该公司销售的一款基于硬件的网络设备能把高频交易公司 的服务器与专用的“传输处理器”连接在一起,该处理器把交易所提 供的原始数据格式化。Solace Systems 的首席技术官肖恩·麦卡利 斯特说:“本来软件也能实现这个功能,但那是传统的做法,速度比 较慢。”该公司的超高速硬件因此畅销。


以如此极端的做法节省出几微秒的努力是值得的,因为高频交易商 通常使用相对简单的策略盈利,即研究现有的订单组合并预测下一 刻股票价格的变化。因此设计出预测价格走势的算法不算难事,并 且运行实现此类算法所需的代码也不需要大量的运算资源,真正的 难点在于根据价格预测抢先行动。


高频交易商普遍使用的另一种策略是套利。套利背后的基本设想是 某些金融工具的价格根本上是相互联系的。所以如果发现本应价值 相同的两种金融工具当前的价格存在差异,那么应该买入便宜的那 种,或者卖空较贵的那种。当便宜的那种价格上涨或者贵的那种价格下跌,高频交易商就可盈利。不过由于很难预测会发生二 者中的那种情况(或者由于其他因素两种工具的价格均发生 了变化),因此最佳的策略是同时买入和卖出它们。这样无 论发生何种情况,高频交易商都能盈利。


一个具体的例子有助于理解这种策略。芝加哥一直都是期货 合约交易的中心,期货合约是一种允许你在将来某一特定时 间以给定的价格买卖某种商品(如玉米或猪肉)的协议。某 些芝加哥交易所还允许人们以期货的形式买卖公司股票,这 些公司的股票通常在纽交所上市交易。当然,这些期货合约 的价格与股票的价格有着紧密的联系。


现在假设有一支股票的价格在纽交所(或者说在新泽西马瓦 郊区的服务器中)发生了变化。可以肯定的是,芝加哥相关的 期货合约的价格也将相应变化。不过这个价格变化不会立即 发生:通过连接两大金融中心的光纤电缆很长,股票价格变 化报告需要7 微秒或更长的时间才能到达芝加哥。如果你能 更快地获知此消息,闪电般运行的电脑化交易设备就可以利 用“延迟套利”来获利。据TABB 集团估计,高频交易商每年 利用延迟套利获得的利润将近210 亿美元。难怪这些公司会 投入如此巨大的资金来寻找技术上可行的快速传递信息的 方法。


2010 年6 月,Spread Networks 公司宣布,该公司已经在纽约和芝加哥间建立了一条最短距离的光纤通信电缆。由于该工 程需要在山区爆破,工程造价相当不菲。该公司向高频交易 商暗示,如果租用该公司的带宽,在纽约和芝加哥之间传递 信息的耗时将减少1 毫秒。如同黑帮曾经向非法投注站提供 赛马结果电报服务,Spread Networks 公司提供的服务是高频 交易商绝对不会拒绝的,除非他们没有钱支付这项服务。


鲍勃·米德说:“想要套利,你非用它不可。”2010 年前,他 管理过罗宁资本集团的高频交易团队,罗宁资本是一家位于 芝加哥的自营交易公司。然而,他掌管的团队付不起Spread Networks 提供的服务。他说:“我的业务很大程度上完全被 这项新技术搅黄了。”但这一发展促使这位哈佛物理博士进 行思考。2011 年1 月,他与就读哈佛大学期间的好友、现已 成为金融数量分析专家的斯蒂芬·特克合作,使用平淡无奇 的物理学原理来解决手头上的问题。


米德和特克知道电磁信号在玻璃纤维中的传输速度只有空气中的三分之二,因此他们希望利用这一原理在纽约和芝加哥间建立超快通信线路。


他们考虑使用短波无线电信号,该信号沿着地球的曲面传播,因而传播距离非常远。但 他们发现唯一可用的信号频段位于禁止商业用途的民用范围。他们还考虑过使用高空 气球来中继无线电信号,但他们随后否决了这一方案,他们觉得这太疯狂了。


米德和特克最终决定采用一个更为直接的解决方案: 启用一系列固定微波发射塔。 据他们计算,一条合理设计的微波线路可以轻易地击败Spread Networks 提供的光 纤线路。随后他们成立了McKay Brothers 公司来兴建微波线路,该公司以哈佛大学 戈登·麦凯应用科学实验室命名。米德说:“我们曾以为自己是世界上唯一能想出这个 主意的天才。”然而,当他们查询过美国联邦通信委员会的数据库之后,他们发现目 前已经有十几家公司在致力于建设微波线路,并将与他们预计在未来几个月内完工的 线路竞争(米德拒绝透露该项目的总成本,但他明确表示他和特克共同出资,没有其 他的投资者)。


米德认为他与特克具有的物理学背景和金融从业经历是他们具备的一大优势。他表 示,其他公司的微波系统设计非常保守,就像电气工程师通常做的那样:他们每50 公 里架设一座中继塔,并且避免跨越水面架设信号塔,因为水面有时会给微波传输带来 干扰。麦凯兄弟公司架设的线路横跨了密西根湖和伊利湖,并且塔间距通常是正常距 离限制的两倍。该线路尽量以最短的路径沿着 地球表面(一个大圆弧)架设。米德说,“该线 路总长1191 公里,只比最段路径长了6 公里。 我们考虑了所有细节来降低时间延迟。”


这些减短路径的大胆设计是否会影响线路通信 质量的可靠性?也许会。不过,米德认为高频交 易商宁可选择比其他人都快的通信通道,即使 这条线路有时会不稳定。如果传输速度比别人 慢,再稳定的线路对于高频交易商来说也没有多 大用处。这种理念与电气工程师的理念存在巨 大的差异,而且很显然,如果你是一个高频交易 商,这条线路确实值得冒险。


下一步会是什么?建立一条跨大西洋的高速 交易专用线路。新泽西州萨米特市Hibernia Atlantic 公司正在实施一个连接纽约和伦敦的 高速交易商特别直通海底光缆项目,该公司通 常称其为Project Express。该公司业务发展副 总裁迈克·桑德斯表示,该项目正在进行调查 选址,新光缆将会在北大西洋冬季风暴减弱之 后立即开始铺设,工程结束之后立即投入使用。 这个耗资3 亿美元的项目将纽约与伦敦间的信 号传输时间减少到了30 毫秒之内,比现有的光 纤连接快了好几毫秒。桑德斯表示Hibernia 公 司已经接到许多客户签约使用新线路的订单,已签约的客户均是高频交易商。他说:“除了他们外,没人愿 意付昂贵的费用使用此项服务。”


近年来高频交易的兴起,无疑提高了利用金融市场的稍纵即 逝的机会(比如利用快速价格计算的短暂延迟或不同地域 信息传输的轻微滞后)赚钱的技术门槛。如今,为了实现这一 目的,需要在交易所的数据中心安装最先进的服务器,低延 迟的网络硬件以及尽可能高速的远程数据连接。比起当年 在破旧的密室搭建电报收发站发送赛马结果,现在的技术已 经把输赢定格在了以毫秒计算的时间内。


技术竞赛的结果是只有设备最好的公司才能从高频交易中 获利,而很多人认为这对市场来说没有意义。密西根大学计 算机科学与工程教授米歇尔·威尔曼致力于研究电子商务与 自动交易系统,他提出从当前的连续型电子交易转向离散时间市场机制也许是一个更好的解决方案,金融业将此称为“集 合竞价市场”。


根据威尔曼教授的概念,任何人都可以随时随地地提交电子 订单进行交易,但订单在某些离散区间终止清零前,没有人能 获取其他订单的信息。如此,高频交易商从他们的微秒级优 化措施获得的优势将不复存在,却不会干扰普通投资者或其 他业务的交易。威尔曼教授说:“可以让集合竞价市场以尽可 能快的速度运行,这样没有人会因等候时间太长而抱怨。” 对伊利诺理工大学范·弗利特来说,这种建议不具吸引力, 甚至是一种倒退。他说:“你不能阻碍进步。”但他也认识到, 当今高度自动化的交易基础设施存在隐患。如果某家高频 交易公司的交易系统失控,“不仅该公司会损失巨大,还会 影响市场的稳定”。


范·弗利特认为,为了避免这种干扰,金融行业需要制定行业 设备和软件技术标准,就像航空业做的那样,排除公众承担 的风险。然而,在华尔街或者世界其他金融中心重视保护公 众利益之前,制定标准无疑需要不短的一段时间。范·弗利 特说:“虽然金融市场的交易已经从赌博问题转变成了工程 问题,但金融市场的文化仍然是赌博文化。”
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