35.2ミリ秒で読み解く市場

新記録を打ち立てたSTAC-A2の結果は、金融モデリングにおけるコンピューティングとメモリの連携がいかに重要であるかを物語っています。

金融インフラストラクチャにおけるメモリの現実

メモリは金融システムの中で常に重要な役割を担ってきましたが、長い間、いわば脇役の扱いに甘んじていました。意思決定に関与するのではなく、データを保持する信頼性の高い保管場所とみなされてきたのです。その背景には、メモリパフォーマンスの向上が漸進的で、注目されてこなかったという事情があります¹。多くの金融ワークロードは、CPUの性能やストレージに合わせて最適化されてきました。一方、最近になるまで、メモリ帯域幅がボトルネックになっているという認識はあまりありませんでした²。しかし、そうした見方は変わりつつあります。メモリは常にシステムの土台でしたが、現在では、コンピューティングとメモリがどのように連携すべきかを深く理解したうえで、システムアーキテクチャーが設計されるようになっています。この転換が顕著に見て取れるのが、金融モデリングとHPCシステムです。こうした分野では、数千ものシミュレーションが同時に走り、モデルのロジックに遅れずデータが移動できるだけのスピードが求められます。どのコンポーネントも、それだけでシステム全体の挙動を決定するわけではありません。重要なのは、コンピューティングとメモリが互いに最適化されているか、設計者がその連携をフルスタックでうまく構築できるかどうかです。メモリは、システム内でのデータフローの速度や、そのデータがいかにスムーズに移動するかを決定づける要素となります。

リスクエンジンを構築するHPCアーキテクトにとって、メモリはもはや単なるスタックの一部ではありません。システムが金融市場の結果をどれほど速く、どれほど深くモデル化できるかを左右する、重要な駆動力なのです。こうしたシステムは、ハードウェアと金融市場が交わるで構築作業を行う専門家が構築しています。そして、常に次の問いを自らに投げかけています。

市場変動に先んじて行動するためには、私たちは（システムレベルで）どのようなものを設計すればよいか？

このブログでは、STAC-A2での世界記録達成を単なるニュースとしてではなく、状況を捉える視点として取り上げます。メモリとコンピューティングが相互に最適化されたとき、どのような可能性が拓けるのかを考えていきます。Intel^® Xeon^® 6プロセッサーと、Micron 8800 MT/s MRDIMM（マルチプレクストランクDIMM）で構成されたシステムで達成したこの成果は、偶然の産物ではありませんでした。実は、緻密に意図された設計によって生み出した成果だったのです。マイクロンとIntelが密接に連携し、メモリとコンピューティングアーキテクチャーをシステムレベルで調整した結果なのです。

この種の調整は、単なる設計思想ではなく、現実のワークロードの高い負荷のもとでその真価が証明されます。それをはっきりと確認する手段に、STAC-A2ベンチマークがあります。このベンチマークは、数千に及ぶ市場シナリオの中で金融商品が日々どのように変動するかをシミュレートしながら、モデリングシステムの限界を試すものです。以下では、このベンチマークがシステムに何を求めるのか、その要求に応えるために必要な持続的なメモリスループットやシステムレベルでの連携がどのように焦点となるのかを詳しく見ていきます。

STAC-A2ベンチマークの仕組み

STAC-A2ベンチマークでは、プラットフォームに対し、数千もの金融シナリオを同時にシミュレートするという非常に高度な処理を求めます。こうしたシナリオは「シミュレートされた価格パス」に基づいて構築されます。これは、たとえば多資産オプションのような金融商品が、市場の上昇、下落、横ばいといった状況の中で、時間の経過に伴ってどのように価格変動するかをモデル化したものです。このベンチマークは、コンピューティングだけでなく、メモリに対しても厳しい負荷を与えるストレステストです。

通常の実行では、数千もの価格パスをモデル化し、それぞれについて252の時間区間をステップごとにコンピューティングします。252という数は、恣意的に選んだものではありません。これは、一般的な暦年における取引日数に対応しています。つまり、「252の時間区間ステップを通じて何千もの結果をシミュレートする」とは、25,000通りもの異なる金融シナリオで、年間の全取引日にわたる市場の動きを日次ベースでモデル化するということです³。これはすなわち、何千もの計算が並行して進行し、すべてのCPUコアに対して安定したパフォーマンスが求められるだけでなく、シミュレーション中に各スレッドが共有メモリに絶えず読み書きを行うため、メモリ帯域幅が限界まで酷使されることを意味しています。そして結局のところ、システムの処理速度はメモリの能力が許す範囲内でしか発揮されません。