Como montar uma infraestrutura de trading de baixa latência (em 6 passos)

É fundamental que sua ordem seja executada no momento exato em que você deseja, e não mais tarde ou a um preço menos favorável. É aqui que entra a infraestrutura de trading de baixa latência.

O trading de baixa latência refere-se à capacidade de executar operações em velocidades altíssimas com o mínimo de atraso. O objetivo é simples: diminuir o tempo necessário para que os dados de mercado sejam processados e as ordens sejam executadas.

Nem todo trader precisa de latência ultrabaixa, mas se você atua como High-Frequency Trader (HFT), trader institucional, trader algorítmico ou opera em uma mesa proprietária, sua infraestrutura precisa ser construída para oferecer a menor latência possível.

Ao longo deste artigo, você vai entender o que uma infraestrutura de trading de baixa latência precisa ter e como montar uma.

O que é uma infraestrutura de trading de baixa latência?

Uma infraestrutura de trading de baixa latência é um sistema composto por diversas partes projetado para executar operações o mais rápido possível. Isso envolve otimizar cada componente para operar no nível máximo de eficiência, garantindo que o mínimo de latência fique no caminho das suas ordens, execuções e lucros.

Ter uma infraestrutura de latência ultrabaixa é essencial para empresas de trading que buscam melhorar a performance operacional e a qualidade de execução nos mercados financeiros atuais. Essa infraestrutura engloba conectividade de rede, aceleração de hardware, software otimizado e posicionamento estratégico junto aos locais de negociação para minimizar o tempo de ida e volta (round-trip) e reduzir os saltos na rede.

6 passos para construir uma infraestrutura de trading de baixa latência

Montar um sistema de trading de baixa latência é um processo complexo que exige atenção minuciosa ao hardware, software, arquitetura de rede e planejamento estratégico. Confira as principais etapas que você precisará seguir:

1. Planejamento estratégico e análise de requisitos

• O primeiro desafio é definir seus objetivos operacionais. Sua estratégia de trading algorítmico definirá em grande parte a infraestrutura de baixa latência necessária. Cada estratégia, de market making a arbitragem estatística e até mesmo seguidora de tendência, exige níveis de latência específicos e influencia o design do sistema.
• Em seguida, determine os mercados financeiros (como ações, Forex ou commodities) e as bolsas específicas com as quais o sistema irá interagir. Mercados diferentes podem exigir considerações de infraestrutura e latência distintas.
• O cenário regulatório também merece atenção especial. Familiarize-se com as regras que regem a negociação eletrônica nos seus mercados-alvo. É fundamental cumprir normas como a Markets in Financial Instruments Directive II (MiFID II) na Europa ou as regras da Securities and Exchange Commission (SEC) nos EUA.

Compreender as métricas de latência e monitorar constantemente o jitter e o congestionamento da rede é fundamental para manter uma execução ágil. Ferramentas de monitoramento em tempo real permitem que as empresas detectem e corrijam quedas de desempenho antes que elas afetem as operações.

2. Otimização da arquitetura de rede

A infraestrutura de rede é a base de qualquer sistema de trading de baixa latência. No que diz respeito à otimização da sua rede, as principais formas de reduzir a latência são por meio de Acesso Direto ao Mercado (DMA) e serviços de colocation.

Se possível, estabeleça conexões diretas com as bolsas, seja obtendo uma licença de membro ou por meio de provedores que oferecem soluções DMA. Serviços de colocation também reduzem bastante a latência física, embora possam ter um custo elevado.

3. Escolha um hardware de alto desempenho

Comece pela placa de rede. Utilize placas de rede (NICs) especializadas, capazes de lidar com transmissão de dados em alta velocidade com o mínimo de atraso. O desempenho fica ainda melhor se a placa contar com tecnologias de kernel bypass para diminuir a sobrecarga do sistema operacional.

Além disso, invista em memória RAM rápida e de baixa latência para agilizar o acesso e o processamento de dados, além de SSDs com altas velocidades de leitura e gravação para garantir operações ágeis de busca e armazenamento.

4. Otimização de software

O design e a implementação eficientes do software são cruciais para minimizar a latência no sistema de trading. Tudo começa com a escolha cuidadosa da linguagem de programação. O C++, por exemplo, é conhecido pelo seu desempenho e pela eficiência no uso de recursos, sendo ideal para aplicações sensíveis à latência. Já o Java oferece robustez e portabilidade em implementações modernas, disponibilizando recursos de baixa latência.

No sistema operacional, prefira distribuições enxutas do Linux, como CentOS ou Ubuntu Server. Essas versões são otimizadas para processamento em tempo real por minimizarem processos em segundo plano e a sobrecarga do sistema.

Além de otimizar sua estrutura de software, escolher uma plataforma de trading com bom desempenho em ambientes de baixa latência é fundamental. O thinkorswim, por exemplo, é uma plataforma avançada que, quando hospedada em um Forex VPS, pode entregar melhor desempenho por meio de execuções mais rápidas e conectividade ininterrupta.

5. Tratamento de dados e feeds de dados de mercado

Aqui, o ideal é contar com feeds de dados diretos de mercado (Direct Market Data feeds), que fornecem informações em tempo real com atraso mínimo. Assim, você acompanha cada movimentação em primeira mão, o que permite tomar decisões operacionais no momento certo.

6. Testes e otimização contínuos

Alcançar a baixa latência não é um destino final, mas um processo contínuo. Por isso, é indispensável continuar monitorando o desempenho do sistema para acompanhar as métricas de latência de perto. Vale a pena investir em ferramentas e softwares que medem e analisam a latência entre os diferentes componentes do sistema. Sempre que necessário, ajuste parâmetros operacionais, como configurações de rede e do processador, para atingir a melhor performance possível.

Testes regulares de resiliência e failover nas rotas de rede e nos componentes de hardware garantem que os sistemas permaneçam estáveis e com baixa latência mesmo durante quedas ou picos de tráfego, o que é fundamental para manter a qualidade da execução em mercados voláteis.

Os principais componentes de uma infraestrutura de trading de baixa latência

Sua infraestrutura de trading de baixa latência deve incluir o seguinte:

1. A arquitetura de rede

A eficiência de um sistema de trading depende diretamente da latência de rede. A latência de rede nada mais é do que o tempo que os dados levam para transitar entre pontos no seu sistema. Seu objetivo é reduzir a quantidade de pontos intermediários pelos quais as ordens precisam passar antes de serem executadas.

Veja algumas dicas de como otimizar sua arquitetura de rede para estratégias de trading de baixa latência:

• O Direct Market Access (DMA) é um método em que os traders pulam intermediários (como corretoras) e enviam ordens diretamente ao livro de ofertas da bolsa. Se você não usa DMA, sua ordem precisa passar por corretoras. Mas não se preocupe: é aí que o Smart Order Routing (SOR) entra em ação.
• O Smart Order Routing (SOR) é um sistema inteligente que seleciona dinamicamente a melhor bolsa ou praça de negociação para executar uma ordem com base no preço e na velocidade de execução. Dessa forma, sua ordem não segue às cegas para o servidor de bolsa mais próximo se não houver liquidez suficiente para executá-la por lá. O SOR reduz a latência ao direcionar as ordens para o ambiente mais rápido e líquido disponível a cada momento.
• Otimizar a conectividade de rede envolve minimizar a distância física até os locais de negociação fazendo o colocation de servidores no mesmo data center da bolsa. Essa proximidade diminui o atraso de propagação, já que a luz viaja pela fibra óptica a cerca de 200.000 km/s, adicionando aproximadamente 5 milissegundos a cada 1.000 km de distância.
  
  Ordens enviadas a partir de um servidor em colocation chegam ao motor de cruzamento da bolsa em microssegundos em vez de milissegundos. Por exemplo, uma empresa que usa um servidor em colocation no data center da NYSE em Mahwah, Nova Jersey, executa operações mais rápido do que uma que depende de um data center remoto em outra cidade.
• O aluguel de servidores é outra forma de otimizar a latência de rede e funciona como o colocation. A diferença é que a empresa não precisa ser dona dos servidores instalados junto aos da bolsa; em vez disso, ela aluga a estrutura de empresas que já possuem esses servidores em colocation.

2. A arquitetura de hardware

O hardware de trading também desempenha um papel fundamental no seu sistema de baixa latência. Na verdade, é nos componentes de hardware e software que a latência começa a surgir. Falaremos mais sobre a latência de software adiante.

Mas, afinal, como otimizar seu hardware para obter baixa latência?

• O primeiro passo é utilizar uma placa de rede (NIC) de latência ultrabaixa. Placas aceleradas por hardware baseadas em FPGA (Field Programmable Gate Array) processam os dados diretamente no nível do hardware, contornando atrasos de software. Placas com FPGA conseguem reduzir o tempo de processamento para apenas 100 a 500 nanossegundos ao ignorar completamente o sistema operacional, proporcionando um salto considerável de desempenho em comparação com placas de rede tradicionais.
• Claro, o uso de SSDs PCIe com altíssimas velocidades de leitura e gravação é indispensável.
• Além das placas de rede e do armazenamento, investir em memória RAM de alta velocidade e baixa latência é essencial para garantir acesso e processamento rápidos dos dados. Assegurar que seu sistema tenha capacidade de memória suficiente e use os módulos mais rápidos disponíveis minimiza gargalos nos momentos de pico do mercado.
• Outra otimização importante de hardware é o uso de processadores (CPUs) de alto desempenho com múltiplos núcleos que possam ser dedicados a tarefas críticas. A alocação de núcleos exclusivos de CPU para aplicações de trading por meio de técnicas como CPU pinning reduz a troca de contexto e mantém velocidades de processamento consistentes.
• O uso de aceleradores de hardware dedicados, como FPGAs ou GPUs, pode aliviar tarefas com alta demanda computacional da CPU, diminuindo ainda mais a latência. Esses aceleradores conseguem processar cálculos complexos, filtragem de dados e lógica de envio de ordens na velocidade do hardware.
• Por fim, manter um ambiente de hardware limpo e eficiente, incluindo placas-mãe de alta qualidade e baixa latência, sistemas de refrigeração que evitam thermal throttling e fontes de alimentação estáveis, assegura que os componentes operem no ápice da performance sem lentidões imprevistas.

Ao combinar essas estratégias de hardware, as empresas conseguem montar uma infraestrutura de trading de baixa latência robusta, capaz de sustentar uma execução de ordens ultrarrápida e confiável.

3. A arquitetura de software

A arquitetura de software também adiciona latência ao seu sistema de trading. Esse atraso decorre de ineficiências no código desenvolvido para o software, desde o sistema operacional até a própria plataforma de negociação.

Arquiteturas de software orientadas a eventos exercem um papel crucial no processamento de dados de mercado ao disparar a execução de código somente quando novos dados chegam, evitando ciclos desperdiçados de CPU e reduzindo a latência. O controle eficiente de concorrência e a minimização da alocação dinâmica de memória também ajudam a manter sistemas estáveis e de baixa latência, fatores fundamentais para garantir execuções consistentes em períodos de alta volatilidade.

Se possível, utilize distribuições personalizadas do Linux otimizadas para processamento de dados em tempo real. Bons exemplos são Red Hat, CentOS e Ubuntu Minimal.

Plataformas de trading desenvolvidas em C++, Rust e Java costumam ser mais rápidas do que outras, pois C++ e Rust permitem aos desenvolvedores ajustar o código com precisão para atingir a velocidade máxima de execução. O Java também é bastante utilizado no trading algorítmico, dispondo de técnicas avançadas de garbage collection para evitar oscilações no desempenho.

Técnicas de kernel bypass também ajudam a eliminar parte da latência gerada no processamento de rede tradicional, quando o kernel do sistema operacional precisa lidar com os pacotes. Tecnologias como Solarflare, OpenOnload e DPDK (Data Plane Development Kit) contornam o kernel do sistema, diminuindo a latência de rede.

Desafios para manter uma infraestrutura de trading de baixa latência

Manter uma infraestrutura de trading de baixa latência é um desafio constante que exige atenção contínua e gerenciamento proativo.

Diversos fatores podem prejudicar o desempenho e a estabilidade do seu sistema, incluindo congestionamento de rede, limitações de hardware e ineficiências de software.

1. Congestionamento de rede

Um dos principais obstáculos é minimizar picos de latência causados por jitter ou congestionamento de rede, que podem gerar atrasos imprevisíveis e perda de oportunidades operacionais. Mesmo com rotas otimizadas e conexões de alta velocidade, infraestruturas compartilhadas e variações no tráfego podem gerar oscilações no tempo de transmissão dos dados.

2. Degradação do hardware

O desgaste do hardware e o uso de componentes defasados também colocam em risco a consistência da baixa latência. Com o passar do tempo, servidores, placas de rede e switches podem sofrer desgaste ou ficar obsoletos, resultando em atrasos no processamento. Atualizações frequentes de hardware e manutenções preventivas são indispensáveis para manter a infraestrutura no topo do desempenho.

3. Complexidade e ineficiências de software

A complexidade do software e eventuais falhas na programação também contribuem para problemas de latência. Códigos mal otimizados, alocação excessiva de memória ou manipulação ineficiente de eventos podem comprometer etapas essenciais do processamento. Realizar profiling contínuo e otimizações regulares ajuda a garantir que os algoritmos e sistemas operem de forma ágil e fluida.

4. Atrasos de terceiros

Além disso, depender de provedores de dados externos ou plataformas de trading de terceiros pode adicionar latência, sobretudo se esses serviços apresentarem lentidão ou ficarem fora do ar. Contar com redundância e mecanismos de failover nos feeds de dados e na conectividade ajuda a mitigar esses riscos.

5. Fatores ambientais

Fatores climáticos e ambientais podem afetar links de micro-ondas ou de radiofrequência usados em algumas redes de baixa latência, gerando instabilidades temporárias. Monitorar a conexão e ter rotas alternativas preparadas é fundamental para manter as operações sem interrupções.

6. Procedimentos de conformidade e gerenciamento de risco

As exigências de conformidade regulatória e os processos de gestão de risco, embora indispensáveis, podem adicionar uma carga de processamento que afeta a latência. Encontrar o equilíbrio ideal entre velocidade e controle rigoroso exige um planejamento criterioso da infraestrutura e ajustes constantes.

7. Custo elevado

Outro grande obstáculo é o custo expressivo para estruturar e manter uma infraestrutura de baixa latência. Hardware dedicado, serviços de colocation próximos às principais bolsas e melhorias constantes exigem investimentos financeiros substanciais, muitas vezes inviáveis para diversos operadores. Esse fator leva muitos traders a buscar alternativas mais acessíveis, como serviços de VPS de trading, para alcançar uma latência competitiva sem grandes desembolsos iniciais.

Como um VPS de trading ajuda a reduzir a latência e economizar custos

Construir uma infraestrutura de trading de baixa latência não é uma tarefa simples nem barata. As empresas de negociação de alta frequência (HFT) contam com capital de sobra para bancar esse tipo de investimento, o que nem sempre é a realidade da maioria dos traders. Felizmente, existem maneiras de operar com latência ultrabaixa sem gastar uma fortuna. Uma delas é usar um VPS de trading.

Um Servidor Virtual Privado (VPS) de trading de alta qualidade ajuda a minimizar a latência ao proporcionar a vantagem geográfica que você não teria de outra forma. Provedores de VPS de trading contam com servidores instalados perto dos servidores da corretora, o que diminui a distância física percorrida pelos dados e reduz o tempo de transmissão. Por exemplo, posicionar servidores em grandes data centers como a Equinix, onde muitas corretoras hospedam seus sistemas, permite alcançar tempos de execução de apenas 1 milissegundo.

Um VPS de trading oferece recursos dedicados de CPU, memória RAM e armazenamento, garantindo que suas aplicações operem sem a interferência de outros processos. Esse isolamento se traduz em processamento de dados mais rápido e execuções de ordens sem gargalos.

Assim, você não precisa investir em equipamentos de ponta para uso pessoal quando tem o VPS de trading ideal, além de economizar nos custos com energia elétrica.