[发明专利]一种期权定价硬件加速器

说明书

针对传统期权定价方法采用软件实现、计算性能难以得到保证的技术问题，本发明提供一种期权定价硬件加速器，由标的资产价格预测模块，单路径贴现盈利收益计算模块和平均贴现盈利收益计算模块组成；标的资产价格预测模块负责完成一次对标的资产价格预测的蒙特卡罗模拟，得到标的资产价格预测值；单路径贴现盈利收益计算模块负责根据标的资产价格预测值，计算出本次蒙特卡罗模拟的贴现盈利收益预测值。平均贴现盈利收益计算模块负责将每次蒙特卡罗模拟所产生的贴现盈利收益累加，然后计算贴现盈利收益的平均值，该值即为期权的盈利收益估计值。相对于软件实现，本发明具有高性能、低硬件资源消耗、易于并行化的优点。

技术领域

本发明涉及高性能计算领域中基于可重构体系结构的硬件加速器，具体涉及一种期权定价(option pricing)硬件加速器。

背景技术

金融工程是对计算实时性要求极高的一个应用领域。金融分析师需要根据市场的变化利用金融分析工具迅速做出决策，稍有延误就可能造成巨大的经济损失。例如，AMD在其2007年举办的分析师日(Analyst Day)就曾指出，在证券交易市场从事股票交易活动，1毫秒的延误就可能带来高达1亿美元的损失。近年来，随着全球经济的不断发展，金融领域所涉及的问题规模日益增大，导致相应的计算算法变得更为复杂，求解所需的计算量也呈几何级数增长，使用传统的通用处理器求解方法已难以满足日益增长的计算需求。因此，研究金融工程算法的硬件加速实现具有重要的实际意义。

期权是一种重要的金融衍生产品。期权通过买方支付一定的期权费后所获得在将来允许的时间买卖一定数量基础商品的选择权。期权价格是期权合约中唯一随市场供求变化而改变的变量，它的高低直接影响到买卖双方的盈亏状况，是期权交易的核心问题。在期权交易中，期权的合理定价是投资者所需面对的核心问题。随着计算机技术的发展，复杂期权定价公式的运用成为可能。在过去的20年中，投资者通过运用布莱克-斯克尔斯等期权定价模型，变现了大量的财富。期权定价是所有金融应用领域数学上最复杂的问题之一。复杂的期权定价模型往往难以采用普通的数值计算方法得到确定的解，只能通过蒙特卡罗的方式对结果进行估值。这就涉及到大量的迭代运算，传统的期权定价运算通常采用软件实现，计算性能难以得到保证。

发明内容

针对传统期权定价方法采用软件实现、计算性能难以得到保证的技术问题，本发明提供一种期权定价计算的硬件加速器。通过硬件资源加速期权定价计算过程，并采用计算操作数定点表示、计算迭代过程深度流水化等优化技术，相对于软件实现具有高性能、低硬件资源消耗、低功耗、易于并行化的特点。

技术方案如下：

一种期权定价硬件加速器，由标的资产价格预测模块，单路径贴现盈利收益计算模块和平均贴现盈利收益计算模块组成；包含八个输入端和一个输出端；八个输入端接收期权定价硬件加速器的配置参数，分别是：无风险利率参数输入端、期权有效期参数输入端、标的资产价格波动率参数输入端、标的资产当前市场价格参数输入端、行权价格参数输入端、期权有效期内计算迭代时间点数量参数输入端、模拟样本路径数参数输入端、高斯随机数发生器的种子输入端；一个输出端：期权的盈利收益估计值输出端。记无风险利率为r、期权有效期为T、标的资产价格波动率为sigma、标的资产当前市场价格为S0、行权价格为SP、有效期T内计算迭代时间点数量为M、模拟样本路径数N、高斯随机数发生器的种子为SD，期权的盈利收益估计值为C；

标的资产价格预测模块负责完成一次对标的资产价格预测的蒙特卡罗模拟，每次预测需要进行M次蒙特卡罗迭代，最终得到标的资产价格预测值SM。标的资产价格预测模块与单路径贴现盈利收益计算模块相连。标的资产价格预测模块有六个输入端和一个输出端，六个输入端分别接收参数r、sigma、SD、T、S0和M，输出端输出SM；