場景描述
在金融核心交易領(lǐng)域，時延關(guān)乎收益，更低的網(wǎng)絡(luò)時延，可以獲得更好的投資收益。低時延網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，國外已經(jīng)有了成熟的解決方案，通常是采用Solarflare、Cisco、Mellanox等公司的網(wǎng)卡產(chǎn)品。近年來，國際環(huán)境頻繁變動帶來了供應(yīng)不穩(wěn)定、供貨周期較長的問題，金融行業(yè)國產(chǎn)化率要求2027年實現(xiàn)全面國產(chǎn)化，國內(nèi)金融核心交易節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)亟待升級改造，金融領(lǐng)域?qū)a(chǎn)高性能、低時延網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品方案有著迫切的需求。
金融核心交易節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)存在以下4個突出問題，也是眾多金融客戶亟待解決的痛點難題：
①核心交易尚不能自主可控：金融信創(chuàng)全面提速，向縱深推進，2023年起金融核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要向信創(chuàng)遷移，亟需滿足自主可控要求；
②軟件加速方案遭遇性能瓶頸：證券交易對網(wǎng)絡(luò)時延的需求提升到2微秒以下，現(xiàn)階段純軟件的加速方案難以提升時延性能；
③供應(yīng)鏈風(fēng)險：國際環(huán)境頻繁變動，國外廠商供應(yīng)不穩(wěn)定、供貨周期較長，低時延網(wǎng)絡(luò)設(shè)備存在被“卡脖子”風(fēng)險；
④生態(tài)適配不足：國外廠商設(shè)備與國產(chǎn)服務(wù)器及軟件生態(tài)適配不充分，性能調(diào)優(yōu)不足，難以發(fā)揮硬件的極致性能。
解決方案
本項目是基于自主研發(fā)并量產(chǎn)的低時延網(wǎng)絡(luò)DPU卡SWIFT-2200N和超低時延數(shù)據(jù)處理開發(fā)平臺SWIFT-NDPP，在金融核心交易節(jié)點構(gòu)建超低時延網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)層，兼容麒麟、統(tǒng)信、中科方德等國產(chǎn)操作系統(tǒng)，在應(yīng)用層，廣泛適配恒生、金證、頂點、金仕達、華銳、寬睿、易達等多家國內(nèi)金融軟件廠商（ISV）的交易系統(tǒng)，并在全信創(chuàng)環(huán)境和模擬業(yè)務(wù)沖擊等多種復(fù)雜極端場景下，深度性能測試和軟硬件性能調(diào)優(yōu)，從而實現(xiàn)金融核心交易節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的升級改造，支持金融核心交易業(yè)務(wù)從底層硬件到上層軟件，向全信創(chuàng)平臺遷移，同時還能獲取媲美非信創(chuàng)的時延性能。
主要表現(xiàn)在以下4個方面：（1）基于DPU的軟硬異構(gòu)加速設(shè)計；（2）超低時延DPU產(chǎn)品應(yīng)用；（3）時延性能達到國際領(lǐng)先水平；（4）賦能金融核心交易。
本項目通過低時延網(wǎng)絡(luò)DPU卡實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的硬件模塊化，并優(yōu)化MAC控制模塊和PCS模塊，極大程度的降低MAC的收發(fā)延遲，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口與用戶業(yè)務(wù)邏輯之間的超低時延連接；運用業(yè)界領(lǐng)先極速交互DMA技術(shù)，DMA過程化繁就簡，內(nèi)存訪問零拷貝，打通網(wǎng)卡與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸，大幅度降低PCIe數(shù)據(jù)穿透時延，單向穿透時延低于300ns，1/2 RTT回環(huán)時延低于1.2us，網(wǎng)絡(luò)抖動小于20ns，已優(yōu)于國外同類標(biāo)桿產(chǎn)品的水平。
成效
（1）產(chǎn)業(yè)效益
在過去的5年中，中科馭數(shù)與多家合作伙伴深耕低時延網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景，推出了“思威SWIFT”系列的低延遲網(wǎng)絡(luò)DPU卡，助力多家金融客戶成功完成了國產(chǎn)替代和技術(shù)升級。以低延時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心內(nèi)容，承擔(dān)了上交所《基于中科馭數(shù)NOE技術(shù)的證券領(lǐng)域超低時延智能網(wǎng)卡設(shè)計》、《分布式證券交易系統(tǒng)可靠組播平臺化硬件實現(xiàn)》等研究項目，獲得了證券期貨信創(chuàng)聯(lián)盟最具前瞻價值獎；圍繞低時延技術(shù)打造的SWIFT-2200N低時延網(wǎng)絡(luò)DPU卡，通過了業(yè)內(nèi)權(quán)威機構(gòu)的認證評測，成為首款通過中國信通院和金融信創(chuàng)生態(tài)實驗室認證的低時延網(wǎng)絡(luò)DPU卡 ，也是唯一通過北京市政府新技術(shù)新產(chǎn)品認定的DPU產(chǎn)品，截至2024年一季度，低時延網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線已累計出貨數(shù)千套，成為了國內(nèi)名副其實的標(biāo)桿產(chǎn)品；低時延技術(shù)和產(chǎn)品在落地應(yīng)用方面，也取得市場和客戶的一致認可，“中科馭數(shù)攜手光大證券打造核心交易中超低時延網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用”獲評2022年度中國SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)AI優(yōu)秀案例創(chuàng)新實踐案例。
本項目在低時延技術(shù)方向取得了顯著突破，端到端回環(huán)時延1/2 RTT指標(biāo)低于1.2us，優(yōu)于Solaflare和Exablaze。超低時延DPU卡的硬件固件版本、軟件驅(qū)動和源碼完全實現(xiàn)自主研發(fā)，時延性能達到甚至超過國外同類競品水平，各項功能穩(wěn)定完善，滿足量產(chǎn)要求，并在國內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)，能夠?qū)κ袌龃笈拷桓丁?/p>
（2）社會效益
本項目率先在北交所、頭部券商、私募機構(gòu)在內(nèi)的多家金融機構(gòu)（展開應(yīng)用，間接服務(wù)了上千中小公司，支撐了數(shù)百億日交易量，為行業(yè)的核心企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展助力。
項目已配合生態(tài)鏈上下游企業(yè)開展生態(tài)適配工作，廣泛適配國內(nèi)主流CPU如華為鯤鵬CPU、海光、飛騰、龍芯，和國產(chǎn)操作系統(tǒng)如麒麟KylinOS，統(tǒng)信UOS，歐拉EulerOS，滿足金融領(lǐng)域信創(chuàng)要求，打造完善的產(chǎn)品生態(tài)適配；同時也聯(lián)合上下游國產(chǎn)廠商推出針對金融低時延領(lǐng)域軟硬一體解決方案，在金融核心交易節(jié)點，真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)升級、國產(chǎn)替代、性能提升。
（3）經(jīng)濟效益
2021年中科馭數(shù)成為“證券基金行業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新聯(lián)盟”唯一低時延網(wǎng)絡(luò)成員單位，在2021年和2022年兩年中，取得直接經(jīng)濟效益數(shù)千萬元。目前產(chǎn)品已在眾多金融機構(gòu)獲得廣泛應(yīng)用，顯著降低核心交易鏈路的時延指標(biāo)，使得核心交易鏈路具備超低時延、納秒級抖動、自主可控等特性。未來兩年，中科馭數(shù)低時延產(chǎn)品方案將作為唯一方案，在證券和期貨全行業(yè)推廣。
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