中科馭數:DNA體系打造實時交易風控方案RiskCop 撬動數量級性能提升

2020-12-08 快科技

近日，在2019賽靈思開發者大會(XDF)亞洲站展會上，來自中科院計算所的領域專用計算架構研發的開拓者——中科馭數，攜其金融交易系統中的網絡、資料庫和風控系統加速解決方案——RiskCop(銳警)亮相，吸引了人工智慧、5G、FPGA、ASIC、金融科技、券商期貨公司、與會媒體等相關技術和行業領域人群的深度互動與現場採訪。


中科馭數產品副總裁張宇接受現場媒體採訪

「中科馭數的初衷就是在不同應用領域，以軟體定義加速器的方法為指導，根據其領域特點去定製專用的計算架構，以『因地制宜』的思路，去解決數據處理算力不足的難題」。中科馭數產品副總裁張宇在採訪中表示。

隨著IoT、5G、物聯網、人工智慧等技術帶來的數據爆發和新興應用領域的不斷創新，日常生活中產生的數據量呈爆發式增長。從2015年開始，大概每兩年日常產生的數據量就會翻一倍。而隨著「摩爾定律」的放緩，CPU處理器性能的增長速度已經跟不上數據量增長的速度，產生了很多待處理或荒廢的數據。領域專用的異構計算架構，作為接下來算力稀缺難題的主要解決途徑，將迎來黃金髮展期。中科馭數多年深耕於專用異構計算架構領域，自主研發了KPU領域專用計算架構。公司圍繞KPU已公開數十項發明專利，國內外發表多篇重量級論文，並獲得中科院科技成果轉化二等獎，建立了其領域專用加速器技術壁壘。金融科技領域是目前中科馭數KPU落地的第一個領域。

據了解，RiskCop是中科馭數基於KPU架構，設計實現了金融交易中的風控規則處理、資料庫加速，金融協議解析和網絡協議解析的一體化加速解決方案。和傳統方案對比，中科馭數方案使得單次交易鏈路延遲大幅減低到 1.4us 左右、抖動在 20ns 以內，數量級的性能提升達到了業界頂級標準。在資料庫查詢應用場景下的評估顯示：基於KPU的方案，可以達到多於一個數量級的性能提升效果。在給金融客戶帶來更多收益、節約更多成本的同時，該方案可以有效提高機構用戶的風控水平，且在監管側也有更廣闊的應用空間場景。


應用於金融時間序列分析、實時資料庫加速等領域的KPU-Conflux1800

目前，在券商和期貨公司系統中，現有風控方案採用的多為基於「TOE+CPU+資料庫」的方案，普遍存在網卡與CPU之間的通信開銷過大、信息索引開銷過大、風控和監管規則運算處理時延過長等局限性。RiskCop方案可以有效解決這些行業痛點。同時，根據用戶需求，該方案可以選擇使用FPGA或者馭數專門針對時間序列數據和資料庫加速處理而設計的KPU晶片——Conflux1800。

張宇表示，該方案的核心原創技術為KPU，是一種專為加速特定領域核心功能計算而設計的一種計算架構。因此，可以說硬體層的優化就像一把特定的「手術尖刀」，可以針對資料庫加速以及金融交易風控和監管等關鍵領域進行定製。為了更易用，整個解決方案為還為用戶提供了完整的基礎軟體及靈活的軟體配置接口。各券商/期貨/機構公司可根據其內部風控規則需求自助配置，既滿足定製化需求，也保證了私密性。

此外，值得一提的是，整個方案集資料庫(Database)+網絡(Network)+人工智慧(AI)的一體化加速，提供基於FPGA和ASIC晶片標準化的PCIe加速卡。主要優勢為：高度模塊化、可定製化，可以根據客戶需求敏捷開發的一體化。資料庫加速實現了硬體化的關係資料庫多表單，支持SQL表達的規則引擎，可以用於交易風控、合規檢查等關鍵環節;網絡加速可以高效完成TCP/IP/UDP協議卸載，實現微秒級的網絡延遲，可以應用在行情解碼，極速報單等應用;人工智慧加速可以實現次微秒級的模型推理，結合微秒級行情解碼，可實現高速交易信號生成和策略執行。


中科馭數DNA產品體系

事實上，目前國內具有全棧式解決方案技術的底層架構研究團隊非常稀缺，因此，從中科院計算所體系結構國家重點實驗室孵化的中科馭數，可以說極為難得的具備了「破解算力瓶頸」的先天優勢。2019年10月，KPU-Conflux1800已成功完成流片和全面功能的驗證，並先後和多家金融客戶進行測試。該晶片包含功能區和非功能區兩大部分。功能區主要負責具體的計算和數據處理，主要由功能核單元構成。通過各功能核間的組合可以實現資料庫中基本的查詢操作，以及金融交易系統中的實時風控處理。非功能區負責對功能區核間配置，為各功能核提供數據供給。


KPU架構設計示意圖

目前，馭數已經設計儲備了50餘類功能核IP。同時，中科馭數已經開始第二代KPU的研發工作。第二代 KPU架構上針對OLAP業務做了大定製化設計，將會採用先進工藝，計劃在40nm或者28nm，性能相對於目前KPU-Conflux可以提一倍左右。預計2020年下半年流片。

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