SATA

串行ATA（Serial ATA，全稱：Serial Advanced Technology Attachment，又稱SATA）是一種電腦匯流排，負責主機板和大容量儲存裝置（如硬碟及光碟機）之間的數據傳輸，主要用於個人電腦。串行ATA與串列SCSI（SAS: Serial Attached SCSI）的兩者排線相容，SATA硬碟可接上SAS通訊埠。
主機板上的SATA 1.5Gb/s插口
2000年11月由國際序列式ATA組織所制定，取代舊式PATA（Parallel ATA或舊稱IDE）接口的舊式硬盤，因採用串行方式傳輸數據而得名。在數據傳輸上這一方面，SATA的速度比以往更加快捷，並支持熱插拔，使電腦運作時可以插上或拔除硬件。另一方面，SATA總線使用嵌入式時脈訊號，具備比以往更強的糾錯能力，能對傳輸指令（不僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，提高數據傳輸的可靠性。不過，SATA和以往最明顯的分別，是使用較細的排線，有利機箱內部的空氣流通，某程度上增加整個平臺的穩定性。
現時，SATA分別有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gb/s和SATA 6Gb/s三種規格。2013年推出更快速的SATA Express規格。

**特色**

**頻寬速度換算**
在一些新的技術標準中，為了防止數據在高速傳輸中出錯而加入校驗碼，比如PCI-E 2.0、USB 3.0和SATA 3.0中採用的是8/10編碼，每10位編碼中只有8位是真實數據，這時單位換算就不再是1:8而是1:10，USB 3.0的5Gbps速度實際上是理論500MB/s而非理論625MB/s，SATA 6Gbps的理論速度則是600MB/s而非750MB/s。
所謂3Gb/s的算法，3000MHz的頻率x每次發送一個數據x 80%(8b/10b的編碼) / 8 bits per byte = 300MBytes/s，同理1.5Gb/s也是這樣可算成150MB/s，也就是一般我們在買硬碟時，有時候會看到SATA 150MB/s / 300MB/s，有時候又會看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的緣故。
以USB 3.0而言，它擁有5Gbps的頻寬，每次發送一個數據x 80%(8b/10b的編碼) / 8 bits per byte = 500MBytes/s，所以USB 3.0的頻寬比SATA 3.0的600MB/s還來的小。

**排線和電源線**
傳統的Parallel ATA使用單模信號放大系統「single-end-signal-amplified-system」。在這種系統中，雜訊會隨著正常信號一起傳輸、放大，不易被抑制；在高速時尤其嚴重，為了有效的減少雜訊的幹擾，我們只好使用高達5V的電壓來傳送正常訊號，使大電壓的正常訊號蓋過小電壓的雜訊信號。雖然大的電壓可以有效的抑制雜訊，但是大的電壓同時也表示驅動電路的生產成本將因此上升，大電壓更不利於高速傳輸系統的設計和製造，高達5V的傳輸電壓限制追求高速和低成本的可能性。
和Parallel ATA相比，新的Serial ATA使用差分信號系統（differential-signal-amplified-system）。這種系統能有效的將雜訊從正常訊號中濾除，良好的雜訊濾除能力使得SATA只要使用低電壓操作即可，和Parallel ATA高達5V的傳輸電壓相比，SATA只要0.5V（500mv）的峰對峰值電壓即可操作於更高的速度之上。比較正確的說法是：峰對峰值『差模電壓』。
和Parallel ATA的5V驅動電壓相比，0.5V的SATA系統節省電力，其驅動IC的生產成本也較為便宜。
有些排線附有小金屬片可以卡住插座，比較不會發生不小心將排線拔出的問題。

**進階主機控制器介面**
SATA支援進階主機控制器介面功能，可讓SATA儲存裝置啟用進階SATA功能，例如NCQ及熱插拔。

**版本**

**1.0SATA 1.0**
SATA 1.0於2003年1月7日推出，為第一代SATA介面，坊間的非官方名稱為SATA-1，傳輸速度為1.5Gbit/s。

**2.0SATA 2.0**
SATA 2.0於2004年正式推出，坊間的非官方名稱為SATA-2（SATA-II），符合ATA-7規範，傳輸速度可達3.0Gbit/s。顯示SATA的速度提升是以幾何級數增長，這點和PATA的算術級數增長是不同的。
SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s進步的地方在於：
*3.0Gb/s的高傳輸速度
*支持真正的SATA指令排序（NCQ）
*SATA 3Gb/s資料線長度最多2m。SATA 1.5Gb/s只是1m，PATA更短到50cm
*全新的圍擋式接口更穩固。

**3.0SATA 3.0**
SATA 6Gb/s官方標誌
SATA 3.0於2009年5月26日完成最終規格發布，比上一代提升一倍速率至6Gb/s，此外增加多項新技術，包含新增NCQ指令以改良傳輸技術，並減低傳輸時所需耗電量。
依據Serial ATA Revison 3.0規格白皮書，AHCI底下改善（NCQ）串行指令NCQ的指令數目、NCQ的指令優先權及演算法SATA 3.0亦會增加，包括為即時性的資源提供優先處理，主要用於影像及音像傳輸方面。此外SATA 3.0同時會為正被系統處理中的資源作優先安排，大大提升系統的執行效率。
為了降低耗電，SATA 3.0採用全新INCITS ATA8-ACS標準，不但可相容舊有的SATA裝置、改良傳輸訊號技術，亦大幅減低SATA2.0傳輸時所需功耗。
針對筆記型電腦（NB）市場對體積的需求，SATA 3.0提供較一般SATA2.0接口細小的LIF介面（Low Insertion Force Connector），專門針對1.8吋的儲存裝置，包括僅厚7mm光碟機。
2011年7月18日SATA-IO公佈SATA3.1規格，3.1版帶來諸多特性，例如節電測量，TRIM性能提升和一些雜項調整。
3.1版帶來一個新的mini SATA接口，主要用於為移動計算設備增強互操作性，Zero-Power Optical Disk Drive（ODD）的發明減少閒置光碟機的耗電量，用新的電源管理策略降低整個系統的電力需求。TRIM改進允許SATA固態硬碟在不影響性能的前提下自行修剪，改善SSD的性能，同時還帶來讓主機識別設備的硬件設備功能，提升SATA的兼容性。
另一個值得注意的是SATA通用存儲模塊（USM）和熱插拔SATA驅動器模塊，它讓SATA硬碟的熱插拔機制更為成熟，目前希捷GoFlex部分型號的硬碟已經開始支持。

**USMSATA 3.1**
於2011年7月發布。引入改變這些功能：
*mSATA，SATA在移動計算設備的固態硬碟，外型與 Mini PCI Express 相同（但兩者並不相容）。
*零功耗光碟機，閒置時的SATA光碟機可以不消耗電力。
*排隊TRIM指令，提高固態硬碟的性能。
*所需的鏈接電源管理，減少整體的電力需求。
*硬件控制功能，使設備功能的主機標識。
*通用存儲模塊（USM），用於無纜插件（槽）供電存儲消費電子設備的新標準。

**HYB-INFOSATA 3.2**
為解決固態硬碟的資料傳送瓶頸，國際序列式ATA組織正著手製定下一代串列ATA的標準——SATA 3.2。SATA Express最大傳送速率為16Gb/s，使用兩條PCIe 3.0總線連接SSD。連接埠和制式向下相容前三代SATA的標準。

**USMSATA 3.3**
於2016年2月22號提出，主要為優化SMR技術，將硬碟儲存密度提升到25%，還可將SATA遠程斷電（Power Disable）。

**SATA 3.4**

**SATA 3.5**

**eSATA**
External Serial ATA的略稱，是為面向外接驅動器而制定的Serial ATA 1.0a的擴展規格。雖然規模比較小，但已經有相對應的產品在市面流通。它最大的缺點是沒有電力供應，競爭對手USB, FireWire, Thunderbolt都能傳輸數據及電力。這使得eSATA硬碟需要連接一個獨立變壓器才可運作。
*為了防止誤接，eSATA的接口形狀與SATA的接口形狀是不一樣的
*連接線的最大長度為2m
*支持熱插拔
*傳輸速度可以達到現在主流的USB 2.0的傳輸速度的2倍以上，但依然比USB 3.0為慢
*提高接頭的插拔耐用度
File:ESATA Logo.png|官方標誌
File:SATA2 und eSATA-Stecker.jpg|左：SATA  右：eSATA
File:Connector_esata_IMGP6050_wp.jpg|eSATA插座
File:Esatap port.JPG|eSATAp插座結合了eSATA和USB
為瞭解決供電問題，SATA-IO於2008年推出了eSATAp (Power over eSATA)，它結合了eSATA的七個針腳及USB 2.0的四個針腳，利用USB針腳提供5V及12V（可選）電壓。此插座主要在硬碟外接盒中使用，既可以插入eSATA，也可以插入USB。

**mSATA**
上: mSATA固態硬盤下: 2.5" SATA硬盤
mSATA (mini-SATA)是迷你版本SATA接口，外型和電子介面與mini PCI-E完全相同，但電子信號不同，兩者互不相容。mSATA接口多用於固態硬盤，適用於需要尺寸較小的存儲器的場合（例如Ultrabook）。
mSATA固態硬盤形似mini PCI-E擴展卡，尺寸很小，有助於節省機器內部空間。官方標準為MO-300 mSATA，也有自定長度的mSATA固態硬盤。

**SATA與其他規格的比較**
與 PATA 不同，SATA 和 eSATA 都支援熱插拔，但此功能需要主機、裝置和操作系統的支援。基本上所有 SATA 裝置（硬碟）都支援熱插拔（基於裝置的需要），絕大部分的 SATA 主機適配器都支援此指令。

**相關條目**
 ATA- 串列SCSI- 進階主機控制器介面- 原生指令排序- 電腦裝置頻寬列表- M.2- NVMe- SATA Express

**註解**

**參考資料**

**外部鏈接**
  SATA-IO Official Website* date=20071030164256