專家講解美國(guó)的高頻交易

高頻交易興起于上世紀(jì)80年代的美國(guó)證券市場(chǎng)。和傳統(tǒng)的通過(guò)持有股票組合獲取收益不同，高頻交易很少持倉(cāng)過(guò)夜，目的就是通過(guò)交易獲利。經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展，高頻交易已成為一類主流的投資策略，誕生了文藝復(fù)興（Renaissance）、Citadel等一系列知名的對(duì)沖基金。

對(duì)于仍然年輕的中國(guó)證券市場(chǎng)而言，高頻交易顯得神秘而又充滿誘惑力。

高頻交易在美國(guó)證券市場(chǎng)中的角色

美國(guó)股票市場(chǎng)的Flash Crash（閃崩）發(fā)生于2010年5月6日，盡管距今已顯得有些久遠(yuǎn)，但其意義和影響力仍不容忽視。當(dāng)天14:40左右，美國(guó)的標(biāo)普500指數(shù)在短短幾分鐘之內(nèi)，大幅下跌了約9%。之后，又迅速反彈。在此期間，市場(chǎng)的交易量激增。（如下圖所示，左側(cè)為標(biāo)普500的迷你期貨，右側(cè)為跟蹤標(biāo)普500指數(shù)的ETF——SPY。）這一事件在當(dāng)時(shí)的美國(guó)引起了極大的震動(dòng)，對(duì)投資者的信心也造成了巨大打擊。

為了弄清事件的來(lái)龍去脈，美國(guó)證監(jiān)會(huì)專門召集了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，花了半年的時(shí)間進(jìn)行研究分析，并形成了一份最終報(bào)告。透過(guò)報(bào)告中的數(shù)據(jù)，我們可以一窺美國(guó)股票市場(chǎng)的架構(gòu)及運(yùn)行規(guī)律、高頻交易在其中所扮演的角色。更重要的是，這樣一個(gè)獨(dú)特而又充滿競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)架構(gòu)，為諸多高頻交易策略提供了肥沃的土壤。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，“閃崩”源于流動(dòng)性的嚴(yán)重缺失。有人也許會(huì)質(zhì)疑，以上兩圖分明顯示了，在14:45左右，期貨和ETF的成交量大幅上升，怎么能說(shuō)是沒(méi)有流動(dòng)性呢？這一說(shuō)法實(shí)際上是將成交量和流動(dòng)性混淆了。我們可以進(jìn)一步觀察下圖，左右兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)標(biāo)普500迷你期貨和ETF在當(dāng)日的掛單情況（市場(chǎng)深度）。在成交量飆升的14:45，掛單量卻急劇萎縮，迷你期貨和ETF的委托買單量甚至接近于零。這一巨大的反差揭示出一個(gè)非常重要的概念：成交量≠流動(dòng)性。

解釋清了“閃崩”的根源是流動(dòng)性的缺失，另一個(gè)問(wèn)題又隨之而來(lái)。既然市場(chǎng)上幾乎已經(jīng)沒(méi)有委買單可以執(zhí)行，這么大的成交量又是從何而來(lái)。讓我們回到SEC的報(bào)告，看一看這幾分鐘內(nèi)究竟發(fā)生了什么。

2010年5月，正值第一次歐債危機(jī)的高峰，市場(chǎng)情緒低迷。6日14:32，一個(gè)基本面交易員為了對(duì)沖手中的股票頭寸，賣空了75000手標(biāo)普500迷你期貨合約，價(jià)值41億美元。這樣一個(gè)正常的套保行為在平日里并不會(huì)給市場(chǎng)帶來(lái)多大的沖擊，但在當(dāng)天負(fù)面情緒彌漫的環(huán)境下，卻成為了壓死駱駝的最后一根稻草。原本有義務(wù)提供連續(xù)報(bào)價(jià)的做市商在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻紛紛選擇自保，或是采用“無(wú)成交意向的報(bào)價(jià)”（stub quote），或是干脆關(guān)閉做市系統(tǒng)。市場(chǎng)流動(dòng)性枯竭，一部分股票以0.01美元的價(jià)格成交，標(biāo)普500指數(shù)大跌。

但是，這75000手空單還是成交了，而且只花了大約10分鐘。是誰(shuí)吸收了它們？報(bào)告發(fā)現(xiàn)，共有十余家高頻交易商在14:31-14:44的3分鐘內(nèi)，交易了總計(jì)140000手迷你期貨合約，占交易量的50%。然而，這些高頻交易商的凈倉(cāng)位卻只增加了200手?？梢韵胂螅诔薪恿司蘖靠諉魏?，他們又以極高的速度在期貨和現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移。例如，通過(guò)紐約和芝加哥的兩個(gè)交易所之間的期現(xiàn)套利，將頭寸的壓力傳導(dǎo)至ETF，并進(jìn)一步傳導(dǎo)至個(gè)股。事實(shí)上，這些都是高頻交易領(lǐng)域中極為經(jīng)典的策略。

Flash Crash當(dāng)天所發(fā)生的一切雖然只是極端市場(chǎng)環(huán)境中的一個(gè)特例，但它卻極其生動(dòng)地勾勒出高頻交易在整個(gè)二級(jí)市場(chǎng)中所扮演的角色和地位。如果把正在正常交易、買賣力量均衡的市場(chǎng)比喻成一個(gè)平靜的水面，此時(shí)，某個(gè)基本面交易員下了一個(gè)數(shù)量較大的訂單，這好比往水中投入了一塊石頭。那么，不論是訂單自身的價(jià)格推動(dòng)力，還是其他投資者做出的反應(yīng)，都會(huì)使市場(chǎng)產(chǎn)生一系列波動(dòng)，一如水面泛起的層層漣漪。而高頻交易則藏匿于其中，于市場(chǎng)的起伏之中尋找獲利的機(jī)會(huì)。

2

美國(guó)證券市場(chǎng)架構(gòu)與高頻交易策略

美國(guó)的證券市場(chǎng)有著較為特殊的架構(gòu)，這也成為了孕育各種高頻交易策略的溫床。兩類最為經(jīng)典的高頻交易策略——做市和趨勢(shì)，均是建立在這種市場(chǎng)架構(gòu)之上的。下面，我們將依次介紹美國(guó)證券市場(chǎng)的三個(gè)典型特征。其中的每一個(gè)，都對(duì)應(yīng)著一種高頻交易策略的原理和機(jī)制。

2.1

交易市場(chǎng)的碎片化與做市策略

美國(guó)有近10家證券交易所，所有的上市證券均可以在這些交易所交易，這與A股市場(chǎng)有著很大的不同。在國(guó)內(nèi)，上交所只能交易在上交所上市的股票，深交所亦是如此。但在美國(guó)，上市和交易業(yè)務(wù)是完全分離的，在紐交所上市的股票同樣可以在納斯達(dá)克交易所買賣。

對(duì)高頻交易商而言，這種碎片化的交易模式提供了很大的獲利機(jī)會(huì)。試想，同一個(gè)證券很有可能因?yàn)槭袌?chǎng)流動(dòng)性或是參與者結(jié)構(gòu)的差異，甚至只是信息傳遞存在時(shí)滯，在不同的交易所上形成不同的價(jià)格。那么，高頻交易商完全可以憑借速度優(yōu)勢(shì)抓住這一稍縱即逝的價(jià)差，在電光火石之間完成一次套利交易。

除了這些公開競(jìng)價(jià)的交易所，美國(guó)還有將近50家暗池（DarkPool）。所謂暗池，就是一些大型券商機(jī)構(gòu)，如高盛、摩根斯坦利，內(nèi)部的撮合交易系統(tǒng)。它們的存在，進(jìn)一步擴(kuò)大了高頻交易商活躍的空間。不過(guò)，需要注意的是，美國(guó)的法律對(duì)這類內(nèi)部交易系統(tǒng)有著較為嚴(yán)格的監(jiān)管，規(guī)定通過(guò)暗池成交的價(jià)格必須在所有交易所的買一價(jià)和賣一價(jià)之間。

在介紹如何利用交易市場(chǎng)的碎片化構(gòu)建高頻交易策略之前，有必要引入一個(gè)概念——逆向選擇（Adverse Selection）。它對(duì)高頻交易的成功實(shí)施至關(guān)重要，可以說(shuō)，任何一次高頻交易本質(zhì)上都是為了盡可能地避免被逆向選擇。我們通過(guò)一個(gè)例子加以說(shuō)明。

下圖是一個(gè)簡(jiǎn)化了的訂單簿。假設(shè)市場(chǎng)剛剛上漲，虛線代表當(dāng)前的成交價(jià)。右側(cè)為買一價(jià)，從左至右間隔的色塊表示按照達(dá)到交易所時(shí)間的先后順序排列的委托單。一般認(rèn)為，越靠近最新形成的價(jià)格的委托單，遭遇的逆向選擇越少。這是因?yàn)?，新價(jià)格形成之際，是市場(chǎng)信息最不充分的時(shí)刻，也是投資者對(duì)下一步的市場(chǎng)走向最不確定的時(shí)刻。倘若我們自認(rèn)為并不具有信息優(yōu)勢(shì)，那么最佳策略就是盡可能讓自己的訂單排在委托隊(duì)列的前端，從而最大程度地降低，甚至是消除被逆向選擇的概率。其中的原理和邏輯可以從以下兩個(gè)方面來(lái)闡述。

首先，當(dāng)前的最新價(jià)格是市場(chǎng)上漲形成的，由于動(dòng)量效應(yīng)的存在，我們預(yù)期價(jià)格仍然會(huì)向上移動(dòng)。此時(shí)，若我們的訂單位于買一委托隊(duì)列的末端，那么在上漲過(guò)程中，該訂單被成交的概率是很小的。相應(yīng)地，我們也失去了獲利的機(jī)會(huì)。

其次，若排在隊(duì)列末端的訂單被成交了，那么很大可能是對(duì)手方跨過(guò)買一賣一價(jià)差（Bid-ask Spread）的主動(dòng)行為。此時(shí)，市場(chǎng)大概率已形成向下的動(dòng)能，成交的訂單也會(huì)遭遇虧損。

因此，訂單越靠近委托隊(duì)列的前端，其收益的數(shù)學(xué)期望也會(huì)更高。而且，交易所對(duì)提供流動(dòng)性的做市行為，會(huì)給予返傭的獎(jiǎng)勵(lì)?？壳暗挠唵纬山桓怕矢螅@得的返傭也將更多。而靠后的訂單永遠(yuǎn)只會(huì)在價(jià)格趨勢(shì)和預(yù)期相反時(shí)，才能夠得到執(zhí)行。

通過(guò)以上分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，僅僅是簡(jiǎn)單的掛單做市，就可以形成一類高頻交易策略，所要求的無(wú)非是把訂單放在委托隊(duì)列的前端。但當(dāng)所有的高頻交易商都在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，這么做也就變得沒(méi)那么容易了。而且，由于同一證券可在所有交易所買賣，美國(guó)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)掛單行為也有較為嚴(yán)格的限制。

下面我們以美股市場(chǎng)活躍度最高的證券之一——SPY（標(biāo)普500ETF）為例，詳細(xì)說(shuō)明如何合法、合規(guī)、高效地實(shí)施這一做市高頻策略。

下圖是某一時(shí)刻，我們的交易系統(tǒng)接收到的SPY在紐交所、納斯達(dá)克交易所及BATS上的買賣委托隊(duì)列。虛線上方為委賣，下方為委買。值得一提的是，相比前兩個(gè)交易所，BATS在國(guó)內(nèi)的知名度并不高，但實(shí)際上它也承擔(dān)了美國(guó)證券市場(chǎng)15%-20%的交易量。

假如此時(shí)我們觀察到，納斯達(dá)克交易所上的SPY價(jià)格剛剛從279.32美元上漲至279.33美元，且當(dāng)前價(jià)格上并沒(méi)有委托買單。那么根據(jù)逆向選擇原理，作為高頻交易商的我們，應(yīng)當(dāng)爭(zhēng)取第一個(gè)把買單掛在279.33美元的位置上。

但是，為了保證交易的公平性，美國(guó)證券交易監(jiān)督委員會(huì)（SEC）規(guī)定，同一時(shí)刻，所有交易所之間不允許出現(xiàn)買一價(jià)和賣一價(jià)相同的情況。因此，當(dāng)我們把“在279.33美元上掛委買單”的指令發(fā)給納斯達(dá)克交易所后，他們并不會(huì)立即將其放入訂單簿，而是會(huì)先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢其他交易所的賣一價(jià)。只有在確認(rèn)整個(gè)市場(chǎng)上不存在相同價(jià)格的委賣后，我們的訂單才會(huì)進(jìn)入委托隊(duì)列。否則，證監(jiān)會(huì)下屬的金融業(yè)監(jiān)管局（FINRA）就會(huì)對(duì)交易所進(jìn)行處罰。顯然，在上圖的狀態(tài)下，因?yàn)锽ATS上存在賣一價(jià)為279.33美元的委托單，我們是無(wú)法第一時(shí)間在納斯達(dá)克交易所上掛單的。

由于交易所只是為了合規(guī)，因此他們并不會(huì)優(yōu)化查詢速度。通常情況下，整個(gè)過(guò)程需要耗時(shí)1毫秒。這樣的延遲對(duì)高頻交易商而言，幾乎是不可接受的。所以，為了繞開交易所的查詢線路，同時(shí)又保證合法合規(guī)，高頻交易商的慣用做法是成立一個(gè)類似于券商的法律實(shí)體，專門用以承擔(dān)法律責(zé)任。它會(huì)向交易所承諾，每次我們發(fā)送委買指令的同時(shí)，都會(huì)把其他交易所掃描一遍，確保不存在相同價(jià)格的委賣單。如有，我們則會(huì)發(fā)送一個(gè)相同價(jià)格和大小的買單到該交易所，與其成交。并且，所有與掛單相關(guān)的法律責(zé)任均由我方承擔(dān)。

這樣一來(lái)，交易所既不需要承擔(dān)法律責(zé)任，又可以吸引高頻交易商大量的做市訂單，活躍市場(chǎng)交易，自然十分樂(lè)意在收到指令后立即把委托單放入訂單簿。而高頻交易商由于擁有更快的傳輸速度，避免了交易所查詢所需的1毫秒延時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)更為高效迅捷的掛單。

這個(gè)策略看似十分簡(jiǎn)單，但要成功也并非易事。首先是合規(guī)。我們必須與所有交易所都有實(shí)時(shí)的連接，并且保證發(fā)送買單的同時(shí)，“吃掉”其他交易所同價(jià)格的賣單。其次是成本。任何一筆投資都希望100%利用資金，但當(dāng)“吃掉”其他賣單所占用的資金過(guò)大時(shí)，我們就需要權(quán)衡其中的得失。最后也是最重要的一點(diǎn)——競(jìng)爭(zhēng)。每個(gè)高頻交易商都想快人一步，在合法合規(guī)的前提下，速度是唯一的憑借。任何軟件的優(yōu)化和硬件的革新，都能帶來(lái)顯著的優(yōu)勢(shì)。在“贏家通吃”的高頻交易世界中，“軍備競(jìng)賽”不可避免。

然而，仔細(xì)觀察圖6，卻可以發(fā)現(xiàn)一處明顯的矛盾——紐交所已經(jīng)出現(xiàn)了279.33美元的委買單。面對(duì)這種現(xiàn)象，最容易讓人聯(lián)想到的就是有高頻交易商鉆空子，在沒(méi)有向BATS發(fā)送買單的情況下，在紐交所掛單。但實(shí)際上，F(xiàn)INRA對(duì)此類行為的處罰非常嚴(yán)厲。一旦查實(shí)，高頻交易商將面臨數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的罰款，這也許是公司一年甚至是幾年的利潤(rùn)。

因此，當(dāng)我們從自己的行情接收端觀察到上述狀況時(shí)，一般會(huì)傾向于認(rèn)為是我們連接BATS的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了延遲。紐交所上279.33美元的委買單是合法的，即，此時(shí)BATS上已不存在相同價(jià)格的委賣單。我們看到的，有可能只是幾微秒前的訂單簿。如果這一系列推斷是合理的，那么我們會(huì)更愿意在納斯達(dá)克交易所上做市，因?yàn)槲覀儼l(fā)到BATS的買單有很大概率不會(huì)被成交。這樣，也就不用承擔(dān)持有非做市頭寸的風(fēng)險(xiǎn)。

在這個(gè)過(guò)程中，有一個(gè)動(dòng)作非常重要，即不論我們的推斷是什么，只要我們看到BATS上有同一價(jià)格的賣單，就必須向其發(fā)出買單。因?yàn)镕INRA認(rèn)定高頻交易商做市行為合法的依據(jù)不是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的真實(shí)狀態(tài)，而是每個(gè)交易商自己的行情接收系統(tǒng)記錄的各家交易所的訂單簿情況。并且，F(xiàn)INRA在監(jiān)管時(shí)遵循的是“有罪推定”的原則。常見(jiàn)的調(diào)查方式是，在某個(gè)高頻交易商的歷史掛單記錄中隨機(jī)抽取20-50條，要求還原當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)狀態(tài)，并證明自己的操作是合規(guī)的。若交易商無(wú)法自證，那么很有可能面對(duì)極其高昂的違法成本。

2.2

特殊訂單類型與做市策略

上節(jié)中的做市策略討論的是如何盡可能快地掛單，最好是能放在委托隊(duì)列的第一位。但為了合規(guī)，我們不得不占用一部分資金去和其他交易所同價(jià)格的反方向委托單主動(dòng)成交。實(shí)質(zhì)上，這也是一種成本。因此，有時(shí)候我們會(huì)退而求其次，只要求委托單能排在隊(duì)列的前幾位，而不苛求第一。這樣做的好處是顯而易見(jiàn)的。第一，依然保持了較高的成交概率；第二，不必承擔(dān)任何法律風(fēng)險(xiǎn)；第三，沒(méi)有資金占用。

實(shí)現(xiàn)這樣的做市策略，往往需要借助交易所開發(fā)的特殊訂單類型。下面這個(gè)例子詳細(xì)講述了美國(guó)第四大證券交易所——Direct Edge推出的一種特殊訂單類型，它曾經(jīng)在高頻交易商的圈子里風(fēng)靡一時(shí)。

如下圖所示，虛線上方從下至上依次對(duì)應(yīng)賣一和賣二的委托單，下方為買一的委托單，不同的訂單用間隔的色塊區(qū)分。在這樣的一個(gè)訂單簿結(jié)構(gòu)下，我們認(rèn)為，市場(chǎng)在下一個(gè)時(shí)刻是傾向于上漲的，因?yàn)橘I一的數(shù)量大幅高于賣一。于是，我們計(jì)劃在市場(chǎng)上漲、當(dāng)前的賣一價(jià)變?yōu)橘I一價(jià)時(shí)，把委買單放在靠前的位置。此時(shí)，一種名為“Hide not Slide”的特殊訂單類型，就可以幫助我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。

具體而言，當(dāng)我們觀察到上圖的市場(chǎng)狀態(tài)后，會(huì)立刻給Direct Edge發(fā)送一個(gè)價(jià)格等于賣一價(jià)的“Hide not Slide”委買單。理論上，這個(gè)訂單應(yīng)當(dāng)立刻和賣一成交。但使用這種特殊訂單類型后，它就不會(huì)被執(zhí)行，而是進(jìn)入一個(gè)隱藏隊(duì)列。上圖中，用短斜線部分代表。只有待到市場(chǎng)上漲，我們的訂單才會(huì)顯示在可見(jiàn)的委托隊(duì)列中，如下圖所示。

在這種情況下，我們的訂單是幾乎不可能出現(xiàn)在隊(duì)列第一位的。但通過(guò)運(yùn)用特殊訂單類型，主動(dòng)承擔(dān)小幅的逆向選擇風(fēng)險(xiǎn)，我們既規(guī)避了合規(guī)麻煩，又提高了資金利用效率，不啻為另一種性價(jià)比極高的做市策略。

然而，這一訂單類型最終還是被監(jiān)管機(jī)構(gòu)取消了。起因是，一名《華爾街日?qǐng)?bào)》的記者針對(duì)該訂單類型寫了一篇報(bào)道，意指其有違公平。例如，某公募基金想要交易手中一個(gè)較大的頭寸，根據(jù)可見(jiàn)的訂單簿，他預(yù)計(jì)下單時(shí)會(huì)處在比較有利的位置。但當(dāng)他真正執(zhí)行的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)被一連串隱藏訂單擠到了委托隊(duì)列的末尾。這就激起了眾多基本面交易員的不滿，紛紛聲討高頻交易商利用規(guī)則的灰色地帶獲利。在這樣的背景下，美國(guó)證監(jiān)會(huì)出手禁止了這一特殊訂單類型。

但實(shí)際上，任何一個(gè)美國(guó)證券市場(chǎng)的投資者，只要在Direct Edge上交易，就可以使用這種訂單類型。只不過(guò)，高頻交易商對(duì)此更為敏感，與交易所的聯(lián)系也更加緊密。因?yàn)閷?duì)交易所而言，提供此類服務(wù)，能夠吸引更多高頻交易商參與做市，從而提升交易活躍度，增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3

增量行情與趨勢(shì)策略

除了上市和交易業(yè)務(wù)的分離，美國(guó)證券市場(chǎng)的另一重要特征是全增量的行情分發(fā)形式。為了說(shuō)明這種形式的優(yōu)點(diǎn)，我們將其與常見(jiàn)的快照行情進(jìn)行對(duì)比。

以下兩圖為交易所以最短間隔分發(fā)的某證券的兩個(gè)委托快照。虛線的左右兩側(cè)分別是委買和委賣隊(duì)列，依舊以不同色塊區(qū)分訂單，并標(biāo)有相應(yīng)的委托價(jià)格。

從相鄰的兩個(gè)委托快照中，我們可以觀察到每個(gè)委托價(jià)格上委托量的變化，這為研究投資者的交易意愿提供了重要信息。例如，第2個(gè)快照中，買一的委托量顯著增加，表明投資者的買入意愿增強(qiáng)，因而該證券傾向于上漲。但是，委托快照畢竟只是截面數(shù)據(jù)，這兩個(gè)時(shí)點(diǎn)之間，市場(chǎng)發(fā)生了什么變化，我們無(wú)從知曉。這樣的行情分發(fā)形式，實(shí)際上阻礙了信息的及時(shí)流通，不利于市場(chǎng)有效性的提升。

增量行情的應(yīng)用和推廣，使得市場(chǎng)進(jìn)一步走向公開和透明，信息的傳遞和消化也變得更為迅速和有效，因而已為當(dāng)前美國(guó)各大交易所采用。簡(jiǎn)而言之，增量行情是指市場(chǎng)上每一個(gè)和成交或委托相關(guān)的事件，都會(huì)以一條記錄的形式推送。因此，相鄰兩個(gè)快照的后一個(gè)，都可由前一個(gè)加上若干條增量行情獲得。下面，我們通過(guò)說(shuō)明圖9是如何演化成圖10的，來(lái)介紹增量行情的形式和實(shí)際意義。

如左下圖所示，首先用數(shù)字標(biāo)記每個(gè)委托訂單。隨后，將我們從交易所接收到三條信息，對(duì)委托快照進(jìn)行加工。最終，可以得到右下圖中新的委托狀態(tài)。

通過(guò)這個(gè)例子，我們可以看到增量行情相比快照行情最突出的兩大優(yōu)點(diǎn)。

第一，市場(chǎng)的任何一次變化，都能為所有人知曉?？煺招星橹徽故玖耸袌?chǎng)是什么樣的，增量行情則揭示了市場(chǎng)是怎么變成這樣的。包括：每個(gè)訂單是在什么時(shí)間到達(dá)市場(chǎng)的；它是在當(dāng)前價(jià)格形成后多久到達(dá)的；它到達(dá)時(shí)的市場(chǎng)狀態(tài)是怎樣的；它自己的量多有大；最終這個(gè)訂單有沒(méi)有被執(zhí)行或取消。每個(gè)投資者都將因?yàn)檫@些更為豐富的信息而收益，不僅僅是高頻交易商。

第二，大幅減少了每次信息傳輸占用的字節(jié)數(shù)，提升了處理速度。例如，圖11中時(shí)間點(diǎn)2的增量行情——“取消2”可能只需占用2個(gè)字節(jié)，然而，接收并存儲(chǔ)委托快照的資源消耗可能是前者的幾百倍，更遑論其中的時(shí)間成本對(duì)高頻交易商的影響。

高頻交易商又是如何從中獲利的呢？如果說(shuō)，上市和交易業(yè)務(wù)的分離催生了做市這一經(jīng)典的高頻策略，那么，增量行情則成為了趨勢(shì)策略生長(zhǎng)并壯大的土壤。通過(guò)增量行情，我們得以知曉每個(gè)證券在任一時(shí)刻的買賣力量對(duì)比，并從中提取交易信號(hào)。

不同的訂單包含的信息有很大差別。一般說(shuō)來(lái)，基本面交易員或公募基金被認(rèn)為是有信息優(yōu)勢(shì)的一方，因此他們的訂單更有可能對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生較大的推動(dòng)力。而高頻交易商并不會(huì)進(jìn)行較為長(zhǎng)期的預(yù)判（很少持倉(cāng)過(guò)夜），故他們的訂單包含的信息量較少，對(duì)市場(chǎng)方向的影響也不會(huì)太大。由此可見(jiàn)，識(shí)別和區(qū)分各種訂單，能讓我們更加精確地把握當(dāng)前市場(chǎng)真實(shí)的買賣意愿。而增量行情由于囊括了一個(gè)訂單的所有信息，在這個(gè)方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。

舉例來(lái)說(shuō)，我們通過(guò)研究歷史行情后發(fā)現(xiàn)，公募基金更喜歡在大交易所，如紐交所、納斯達(dá)克交易所上下單。他們的訂單在委托隊(duì)列中的位置通常不會(huì)靠前（高頻交易商的做市訂單更快），單個(gè)訂單的委托量相對(duì)較大，可能以某種特定的規(guī)律達(dá)到交易所（采用TWAP或VWAP等算法）。而高頻交易商的訂單特征則恰好相反，訂單的委托量小，但常常在市場(chǎng)價(jià)格剛剛形成的時(shí)候，就能到達(dá)。

基于這些假設(shè)，我們就可以在接收到每一條增量行情后，給當(dāng)前訂單簿中的每個(gè)委托單重新賦權(quán)。例如，對(duì)那些被我們判定為是公募基金發(fā)出的訂單給予更高的權(quán)重，因?yàn)樗鼈儼男畔⒏啵唤档湍切┮伤聘哳l交易商發(fā)出的訂單的權(quán)重，甚至可以直接抹除，因?yàn)樗鼈儙缀醪话隽啃畔?。通過(guò)重新構(gòu)建訂單簿，一些原本被掩蓋的交易信號(hào)就有可能顯現(xiàn)出來(lái)。

例如，在原先的訂單簿中，買一和賣一的委托量可能十分接近，很難從中得到雙方的力量對(duì)比。但仔細(xì)觀察后，發(fā)現(xiàn)賣一隊(duì)列充斥著大量委托量很小的訂單。于是，我們推斷，這部分訂單皆由高頻交易商發(fā)出，可以將其忽略。而買一隊(duì)列的前5位雖也存在類似情形，但剩余的大部分訂單均來(lái)自納斯達(dá)克交易所，且單個(gè)委托量較大。因此，它們大概率屬于公募基金，應(yīng)當(dāng)賦予更高的權(quán)重。經(jīng)過(guò)這樣的調(diào)整，我們重構(gòu)了買賣的力量，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的買入信號(hào)，適合主動(dòng)跟隨。

這個(gè)例子雖然有些理想化，但卻簡(jiǎn)明地展示了如何基于增量行情構(gòu)建高頻趨勢(shì)策略。實(shí)際上，最終的交易信號(hào)的生成，既可以結(jié)合多個(gè)角度，如訂單完全執(zhí)行的耗時(shí)，或前五檔委托的分析。也可以通過(guò)一系列子信號(hào)的平滑，得到更加準(zhǔn)確的判斷。至于預(yù)測(cè)周期的長(zhǎng)短，則并無(wú)定式。從幾微妙到幾十分鐘，均不鮮見(jiàn)，依賴的是對(duì)信號(hào)的研究結(jié)果。這種形態(tài)的高頻交易，是美國(guó)市場(chǎng)上除做市外，另一類大行其道的策略。

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高頻交易的技術(shù)基礎(chǔ)

雖說(shuō)策略是高頻交易的核心，但高頻交易之所以被稱為高頻交易，速度才是其根本和基礎(chǔ)。對(duì)于做市策略，如果我們的速度足夠快，總能把訂單放在委托隊(duì)列的第一位，這其中的獲利空間將不可估量；對(duì)于趨勢(shì)策略，如果我們強(qiáng)大到能迅速處理每一條增量行情，并及時(shí)生成交易信號(hào)，那就可以抓住更多的趨勢(shì)性機(jī)會(huì)。因此，“贏者通吃（winner-take-all）”的場(chǎng)面在高頻交易的世界中時(shí)有發(fā)生?？梢哉f(shuō)，我們對(duì)交易系統(tǒng)所做的每一個(gè)優(yōu)化，不論是硬件層面還是軟件層面，最終目的都是為了將速度發(fā)揮到極致。從我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)前有關(guān)高頻交易的前沿技術(shù)大體包含了下圖所示的六個(gè)方面。

· 程序應(yīng)用

高頻交易系統(tǒng)多以C++為開發(fā)語(yǔ)言。在普通的C++程序中，常以虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)多態(tài)化。但是，由于高頻交易系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行速度有著極致的追求，實(shí)現(xiàn)多態(tài)化就需要借助模板函數(shù)。這是因?yàn)樵谀０搴瘮?shù)下，我們可以通過(guò)內(nèi)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行深度優(yōu)化。所謂內(nèi)聯(lián)函數(shù)，就是在編譯時(shí)將函數(shù)體嵌入每一個(gè)調(diào)用處。雖然擴(kuò)大了編譯程序所占用的空間，但卻降低了函數(shù)出入“?！钡恼{(diào)用時(shí)間，實(shí)際上是一種以空間換時(shí)間的方式。而虛函數(shù)是不可優(yōu)化和內(nèi)聯(lián)的，所以，運(yùn)用模板函數(shù)可以獲得高于虛函數(shù)十倍以上的運(yùn)行效率。

· 操作系統(tǒng)

以高頻交易對(duì)速度的要求，CPU從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間實(shí)在“太長(zhǎng)”了。當(dāng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求量較大時(shí)，這種缺點(diǎn)更是會(huì)成倍地放大。常用的硬件解決方案是在CPU中設(shè)置多級(jí)高速緩存，并把一些需要反復(fù)使用的數(shù)據(jù)存取其中，盡可能地減少CPU和內(nèi)存的頻繁交互。由于CPU從緩存中讀取數(shù)據(jù)的速度要比內(nèi)存快上幾十倍，因此整個(gè)交易系統(tǒng)的運(yùn)行效率也隨之大大提升。

· 進(jìn)程通訊

一般情況下，交易數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是通過(guò)底層數(shù)據(jù)庫(kù)（如磁盤）完成的。但高頻交易商為了進(jìn)一步提高讀寫速度，常常會(huì)將數(shù)據(jù)直接存放在內(nèi)存中。相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)需要全新的管理系統(tǒng)，并結(jié)合緩存的重新設(shè)計(jì)，才能讓CPU更有效的運(yùn)行。

一個(gè)完整的交易系統(tǒng)至少需要包括行情接收、信號(hào)生成、下單交易這三項(xiàng)基本功能。雖然在一個(gè)進(jìn)程里運(yùn)行這三個(gè)線程的架構(gòu)可以節(jié)約資源，但任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。所以，我們一般不會(huì)把三個(gè)關(guān)聯(lián)如此緊密的線程放入同一個(gè)進(jìn)程，而是讓它們分布在不同的進(jìn)程中。而且，高頻交易涉及多個(gè)市場(chǎng)，單進(jìn)程多線程的架構(gòu)也無(wú)法滿足實(shí)際需求。于是，使用多進(jìn)程成為了必然的選擇。

然而，Linux系統(tǒng)進(jìn)程間的切換是需要消耗時(shí)間的，這勢(shì)必會(huì)減緩交易系統(tǒng)的速度。為了彌補(bǔ)這一缺陷，我們可以在以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。首先，由于Linux系統(tǒng)允許不同進(jìn)程共享內(nèi)存上的信息，因此，我們會(huì)盡可能將更多的進(jìn)程映射到同一個(gè)內(nèi)存上，避免數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的延遲。其次，在執(zhí)行多個(gè)進(jìn)程的切換時(shí)，我們也會(huì)最大程度地保證它們之間良好的通信狀態(tài)，力求以最高的精度完成。通過(guò)這些技術(shù)手段，我們可以大幅縮小多進(jìn)程系統(tǒng)和單進(jìn)程多線程系統(tǒng)之間在運(yùn)行速度上的差距。

· 網(wǎng)絡(luò)硬件

當(dāng)前主流的高頻交易商在進(jìn)行服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，使用的都是“InfiniBand”交換機(jī)。由于主機(jī)總線的限制，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)或光纖要達(dá)到雙向2Gb/s的速度都很困難，而“InfiniBand”交換機(jī)可達(dá)每端口2.5Gb/s至10Gb/s。它和通道適配器互相協(xié)作，對(duì)接支持該項(xiàng)技術(shù)的各大交易所機(jī)房的Linux系統(tǒng)，為高頻交易搭建了一條“私人高速公路”。

· 硬件優(yōu)化

為了進(jìn)一步提升高頻交易系統(tǒng)的速度，我們會(huì)把一些比較簡(jiǎn)單的功能植入FPGA（Field-Programmable Gate Array）芯片。當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到網(wǎng)卡后，直接在硬件層面處理，而不需要經(jīng)過(guò)一個(gè)“從操作系統(tǒng)到CPU再返回”的復(fù)雜過(guò)程。這兩種方式的差別，可通過(guò)以下兩幅示意圖說(shuō)明。

傳統(tǒng)的CPU運(yùn)算是一個(gè)流水線過(guò)程，從任務(wù)1到任務(wù)4依次運(yùn)行，而FPGA并行運(yùn)算的本質(zhì)則類似于顯卡的工作原理。為了達(dá)到更好的成像效果，顯卡在設(shè)計(jì)和發(fā)展的過(guò)程中，都是以塊狀結(jié)構(gòu)為單位同時(shí)計(jì)算。FPGA在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)建立多個(gè)輸入、輸出單元，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行處理，大幅提升了整個(gè)交易系統(tǒng)的運(yùn)行效率。當(dāng)前美國(guó)一些以速度見(jiàn)長(zhǎng)的高頻交易商，如Virtu，都已經(jīng)把很多策略直接寫在了FPGA上面。

不過(guò)，F(xiàn)PGA也存在一些缺點(diǎn)。首先，它畢竟不是CPU，無(wú)法運(yùn)行太過(guò)復(fù)雜的策略。其次，它和內(nèi)存之間的交互較為復(fù)雜，耗時(shí)也更長(zhǎng)。所以，F(xiàn)PGA上的策略大多是一些計(jì)算簡(jiǎn)單、規(guī)則明確的交易信號(hào)。

· 地理位置

將交易系統(tǒng)的服務(wù)器放在交易所的交換機(jī)所在的機(jī)房，早已是稀松平常。如何克服各交易所地理位置之間的距離，縮短兩兩之間的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，各大高頻交易商各顯神通，不惜花重金打造這樣一條高速走廊。

曾經(jīng)有一個(gè)叫SpreadNetwork的公司，花了3億美金在芝加哥和紐約之間挖了一條私有電纜，并向外界出租。雖然每月的租金高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元，但華爾街的高頻交易商們依然趨之若鶩。原因很簡(jiǎn)單，它可以將原來(lái)16毫秒的傳輸時(shí)間縮短至13毫秒?？蓜e小看了這貌似微不足道的提升，在芝加哥和紐約的這條線路上不僅有著全美最大的期現(xiàn)套利交易，也承擔(dān)著期貨引導(dǎo)現(xiàn)貨的重要功能。對(duì)于高頻交易商而言，相差3毫秒可能就是云泥之別。

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總結(jié)與討論——高頻交易的原理

高頻交易的理論基礎(chǔ)是統(tǒng)計(jì)學(xué)中的大數(shù)法則。對(duì)于每一筆交易，我們希望有超過(guò)50%的勝率，但如何將其轉(zhuǎn)化為回報(bào)呢？我們的選擇是增加交易的次數(shù)。因?yàn)橹挥挟?dāng)樣本量足夠大時(shí)，樣本均值才會(huì)和總體均值無(wú)限接近。

然而，交易次數(shù)一旦增加，成本也會(huì)隨之提高。所以，上文介紹的方方面面，不論是策略的設(shè)計(jì)，還是軟硬件的優(yōu)化，目的都是為了降低交易成本。只有控制好了成本，我們才能放心地去提高交易的頻率，從而獲得更加穩(wěn)定的回報(bào)。

最后，以公募基金經(jīng)常會(huì)提的一個(gè)問(wèn)題作為結(jié)尾，“我們做交易都要付錢，你們看起來(lái)還能通過(guò)交易賺錢，這也太神奇了吧？”

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Q&A

Q：美國(guó)高頻交易的現(xiàn)狀如何，真正能實(shí)現(xiàn)盈利的公司多嗎？

A：高頻交易實(shí)際上是一個(gè)零和博弈，每個(gè)人都想從交易對(duì)手的口袋中賺錢，所以整個(gè)領(lǐng)域的生存法則是非常殘酷的。過(guò)去3年，有很多高頻交易商倒閉。一方面是因?yàn)椤败妭涓?jìng)賽”白熱化，部分公司無(wú)法承擔(dān)其中的成本。另一方面，那些把速度優(yōu)化到極致的公司，永遠(yuǎn)能在每一次市場(chǎng)變化時(shí)，做到快人一步。自然，剩下的公司只能一直處于弱勢(shì)地位。

當(dāng)前業(yè)界知名且業(yè)績(jī)優(yōu)異的高頻交易公司大約有十幾家。有些以速度見(jiàn)長(zhǎng)，比如前文提到的Virtu；有些在基于訂單簿的信號(hào)研究上非常突出，比如Citadel、Two Sigma。據(jù)了解，Citadel 80%的交易都是以拿單（消耗市場(chǎng)流動(dòng)性）的方式完成的，這就說(shuō)明他們有著非常強(qiáng)大的趨勢(shì)預(yù)測(cè)能力。

Q：在美國(guó)，大家對(duì)高頻交易的態(tài)度是什么樣的？會(huì)不會(huì)因?yàn)楦哳l交易有可能賺的是公募基金的錢，這些錢又來(lái)自老百姓的養(yǎng)老金，而對(duì)它進(jìn)行限制？

A：對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)也一直存在著爭(zhēng)論。從好的方面來(lái)講，有了高頻交易后，證券市場(chǎng)總體的流動(dòng)性還是提升了。但監(jiān)管機(jī)構(gòu)也擔(dān)憂，高頻交易商每年從市場(chǎng)中賺取這么多收益，到底誰(shuí)在虧錢，會(huì)不會(huì)因此動(dòng)搖投資者對(duì)整個(gè)美國(guó)證券市場(chǎng)的信心？

不過(guò)，要出臺(tái)相關(guān)法律對(duì)高頻交易進(jìn)行限制，恐怕也很難做到。因?yàn)檫@完全是一種市場(chǎng)行為，不論是交易所還是ETF提供商，都希望提升交易的活躍度。高頻交易在這方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。

Q：美國(guó)市場(chǎng)可以裸賣空嗎，對(duì)賣空數(shù)量是否有限制，做空的具體流程是怎樣的？

A：在美國(guó)市場(chǎng)上做空，幾乎是完全沒(méi)有限制的。每天早上，合作的券商會(huì)給我們發(fā)送一張清單，上面列示了當(dāng)天可以做空的股票及其數(shù)量。一般情況下，做空這些股票不需要任何條件，但不能超出總數(shù)。

有時(shí)，如果我們需要某些特定的證券，也會(huì)主動(dòng)找到券商，讓他們尋找券源。在一天的交易中，這些信息都是實(shí)時(shí)更新的。比如，當(dāng)券商告知我們已找到目標(biāo)證券，那下一個(gè)時(shí)刻，我們就可以做空了。

Q：高頻交易一般會(huì)持倉(cāng)過(guò)夜嗎？

A：不能一概而論，還是要看策略的性質(zhì)。如果是做市策略，一般不會(huì)持倉(cāng)過(guò)夜。因?yàn)槲覀冊(cè)趫?zhí)行策略時(shí)，完全不會(huì)考慮基本面。所以，隔夜的風(fēng)險(xiǎn)是很大的，我們不愿意承擔(dān)。而趨勢(shì)策略，由于包含了預(yù)測(cè)的成分，是有可能持有一定隔夜頭寸的。

Q：高頻交易的資金容量有上限嗎？

A：很難用傳統(tǒng)的管理規(guī)模去度量高頻交易的資金容量，因?yàn)槲覀冊(cè)谌諆?nèi)會(huì)以十幾倍的杠桿率融資。業(yè)內(nèi)一般習(xí)慣用盈利的具體金額評(píng)價(jià)一個(gè)高頻交易商的“規(guī)?！?。

高頻交易萌芽的時(shí)候，被普遍認(rèn)為是小打小鬧，很難成為一類主流的投資方式。但它的發(fā)展速度極其驚人，每一年都刷新著人們對(duì)其“規(guī)?！钡恼J(rèn)知。去年，Citadel的盈利再次攀上高峰，達(dá)到了40億美元。

Q：現(xiàn)在美國(guó)的高頻交易商有哪些新的變化和發(fā)展？

A：一個(gè)普遍的趨勢(shì)是，成立對(duì)沖基金。

現(xiàn)在全球的asset owner（資金方）出于組合多樣化的考慮，都會(huì)將對(duì)沖基金作為一個(gè)重要的資產(chǎn)類別進(jìn)行配置。而高頻交易公司有非常強(qiáng)大的執(zhí)行能力和海量的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，再招募一個(gè)投研團(tuán)隊(duì)后，就可以直接轉(zhuǎn)向統(tǒng)計(jì)套利等對(duì)沖基金策略，正好契合前者的需求。