串行ATA（英语：Serial ATA，全称：Serial Advanced Technology Attachment，又称SATA）是一种电脑汇流排，负责主机板和大容量储存装置（如硬碟及光碟机）之间的数据传输，主要用于个人电脑。串行ATA与串列SCSI（SAS: Serial Attached SCSI）的两者排线相容，SATA硬碟可接上SAS通讯埠。
2000年11月由国际序列式ATA组织所制定，取代旧式PATA（Parallel ATA或旧称IDE）接口的旧式硬盘，因采用串行方式传输数据而得名。在数据传输上这一方面，SATA的速度比以往更加快捷，并支持热插拔，使电脑运作时可以插上或拔除硬件。另一方面，SATA总线使用嵌入式时脉讯号，具备比以往更强的纠错能力，能对传输指令（不仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，提高数据传输的可靠性。不过，SATA和以往最明显的分别，是使用较细的排线，有利机箱内部的空气流通，某程度上增加整个平台的稳定性。
现时，SATA分别有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gb/s和SATA 6Gb/s三种规格。2013年推出更快速的SATA Express规格。
特色
在一些新的技术标准中，为了防止数据在高速传输中出错而加入校验码，比如PCI-E 2.0、USB 3.0和SATA 3.0中采用的是8/10编码，每10位编码中只有8位是真实数据，这时单位换算就不再是1:8而是1:10，USB 3.0的5Gbps速度实际上是理论500MB/s而非理论625MB/s，SATA 6Gbps的理论速度则是600MB/s而非750MB/s。
所谓3Gb/s的算法，3000MHz的频率x每次发送一个数据x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 300MBytes/s，同理1.5Gb/s也是这样可算成150MB/s，也就是一般我们在买硬碟时，有时候会看到SATA 150MB/s / 300MB/s，有时候又会看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的缘故。
以USB 3.0而言，它拥有5Gbps的频宽，每次发送一个数据x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 500MBytes/s，所以USB 3.0的频宽比SATA 3.0的600MB/s还来的小。
| 版本 | 频宽 | 理论速度 | 编码 |
|---|---|---|---|
| SATA Express | 16Gb/s | 1969MB/s | 128b/130b |
| SATA 3.0 | 6Gb/s | 600MB/s | 8b/10b |
| SATA 2.0 | 3Gb/s | 300MB/s | 8b/10b |
| SATA 1.0 | 1.5Gb/s | 150MB/s | 8b/10b |
| Pin # | 功能 |
|---|---|
| 1 | Ground |
| 2 | A+（发送） |
| 3 | A−（发送） |
| 4 | Ground |
| 5 | B−（接收） |
| 6 | B+（接收） |
| 7 | Ground |
| |
| SATA排线 | |
传统的Parallel ATA使用单模信号放大系统“single-end-signal-amplified-system”。在这种系统中，杂讯会随著正常信号一起传输、放大，不易被抑制；在高速时尤其严重，为了有效的减少杂讯的干扰，我们只好使用高达5V的电压来传送正常讯号，使大电压的正常讯号盖过小电压的杂讯信号。虽然大的电压可以有效的抑制杂讯，但是大的电压同时也表示驱动电路的生产成本将因此上升，大电压更不利于高速传输系统的设计和制造，高达5V的传输电压限制追求高速和低成本的可能性。
和Parallel ATA相比，新的Serial ATA使用差分信号系统（differential-signal-amplified-system）。这种系统能有效的将杂讯从正常讯号中滤除，良好的杂讯滤除能力使得SATA只要使用低电压操作即可，和Parallel ATA高达5V的传输电压相比，SATA只要0.5V（500mv）的峰对峰值电压即可操作于更高的速度之上。比较正确的说法是：峰对峰值‘差模电压’。
和Parallel ATA的5V驱动电压相比，0.5V的SATA系统节省电力，其驱动IC的生产成本也较为便宜。
有些排线附有小金属片可以卡住插座，比较不会发生不小心将排线拔出的问题。
版本
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SATA 1.0于2003年1月7日推出，为第一代SATA介面，坊间的非官方名称为SATA-1[1]，传输速度为1.5Gbit/s。
SATA 2.0于2004年正式推出，坊间的非官方名称为SATA-2（SATA-II），符合ATA-7规范，传输速度可达3.0Gbit/s。显示SATA的速度提升是以几何级数增长，这点和PATA的算术级数增长是不同的。
SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s进步的地方在于：
- 3.0Gb/s的高传输速度
- 支持真正的SATA指令排序（NCQ）
- SATA 3Gb/s资料线长度最多2m。SATA 1.5Gb/s只是1m，PATA更短到50cm
- 全新的围挡式接口更稳固。
SATA 3.0于2009年5月26日完成最终规格发布，比上一代提升一倍速率至6Gb/s，此外增加多项新技术，包含新增NCQ指令以改良传输技术，并减低传输时所需耗电量。
依据Serial ATA Revison 3.0规格白皮书，AHCI底下改善（NCQ）串行指令NCQ的指令数目、NCQ的指令优先权及演算法SATA 3.0亦会增加，包括为即时性的资源提供优先处理，主要用于影像及音像传输方面。此外SATA 3.0同时会为正被系统处理中的资源作优先安排，大大提升系统的执行效率。
为了降低耗电，SATA 3.0采用全新INCITS ATA8-ACS标准，不但可相容旧有的SATA装置、改良传输讯号技术，亦大幅减低SATA2.0传输时所需功耗。
针对笔记型电脑（NB）市场对体积的需求，SATA 3.0提供较一般SATA2.0接口细小的LIF介面（Low Insertion Force Connector），专门针对1.8吋的储存装置，包括仅厚7mm光碟机。
2011年7月18日SATA-IO公布SATA3.1规格，3.1版带来诸多特性，例如节电测量，TRIM性能提升和一些杂项调整。
3.1版带来一个新的mini SATA接口，主要用于为移动计算设备增强互操作性，Zero-Power Optical Disk Drive（ODD）的发明减少闲置光碟机的耗电量，用新的电源管理策略降低整个系统的电力需求。TRIM改进允许SATA固态硬碟在不影响性能的前提下自行修剪，改善SSD的性能，同时还带来让主机识别设备的硬件设备功能，提升SATA的兼容性。
另一个值得注意的是SATA通用存储模块（USM）和热插拔SATA驱动器模块，它让SATA硬碟的热插拔机制更为成熟，目前希捷GoFlex部分型号的硬碟已经开始支持。
![[icon]](#/media/File:Wiki_letter_w_cropped.svg){kind=small} | 此章节需要扩充。 (2016年1月24日) |
为解决固态硬碟的资料传送瓶颈，国际序列式ATA组织正著手制定下一代串列ATA的标准——SATA 3.2。SATA Express最大传送速率为16Gb/s，使用两条PCIe 3.0总线连接SSD。连接埠和制式向下相容前三代SATA的标准。[7][8][9][10][11]
于2016年2月22号提出，主要为优化SMR技术，将硬碟储存密度提升到25%，还可将SATA远程断电（Power Disable）。
eSATA
External Serial ATA的略称，是为面向外接驱动器而制定的Serial ATA 1.0a的扩展规格。虽然规模比较小，但已经有相对应的产品在市面流通。它最大的缺点是没有电力供应，竞争对手USB, FireWire, Thunderbolt都能传输数据及电力。这使得eSATA硬碟需要连接一个独立变压器才可运作。
- 为了防止误接，eSATA的接口形状与SATA的接口形状是不一样的
- 连接线的最大长度为2m
- 支持热插拔
- 传输速度可以达到现在主流的USB 2.0的传输速度的2倍以上，但依然比USB 3.0为慢
- 提高接头的插拔耐用度
-
官方标志 -
左：SATA
右：eSATA -
eSATA插座 -
eSATAp插座结合了eSATA和USB
为了解决供电问题，SATA-IO于2008年推出了eSATAp (Power over eSATA)，它结合了eSATA的七个针脚及USB 2.0的四个针脚，利用USB针脚提供5V及12V（可选）电压。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
下: 2.5" SATA硬盘
mSATA (mini-SATA)是迷你版本SATA接口，外型和电子介面与mini PCI-E完全相同，但电子信号不同，两者互不相容。mSATA接口多用于固态硬盘，适用于需要尺寸较小的存储器的场合（例如Ultrabook）。
mSATA固态硬盘形似mini PCI-E扩展卡，尺寸很小，有助于节省机器内部空间。官方标准为MO-300 mSATA，也有自定长度的mSATA固态硬盘。
SATA与其他规格的比较
| Name | 原始频宽 | 传输速度 | 排线最长长度 | 电源 | 连结的装置数量 |
|---|---|---|---|---|---|
| eSATA | 6 Gbit/s | 600 MB/s | 2 m with eSATA HBA (1 m with a passive adapter) | 否 | 1 个 (15 with a port multiplier) |
| eSATAp | 3 Gbit/s | 300 MB/s | 2 m with eSATA HBA (1 m with a passive adapter) | 5 V/12 V[12] | 1 个 (15 with a port multiplier) |
| M.2 | 最快8GB/s（PCI Express 4.0 x4） | 最快8GB/s | ? | 是 | 每插座 1 个 |
| SATA Express[锚点失效] | 16 Gbit/s | 1.97 GB/s[a] | 1 m | 否 | 每条线 1 个 |
| SATA revision 3.2[锚点失效] | 16 Gbit/s | 1.97 GB/s[b] | 1 m | 否 | 1 个 (15 with a port multiplier) |
| SATA revision 3.0 | 6 Gbit/s | 600 MB/s[13] | 1 m | 否 | 1 个 (15 with a port multiplier) |
| SATA revision 2.0 | 3 Gbit/s | 300 MB/s | 1 m | 否 | 1 个 (15 with a port multiplier) |
| SATA revision 1.0 | 1.5 Gbit/s | 150 MB/s[14] | 1 m | 否 | 每条线 1 个 |
| PATA (IDE) 133 | 1.064 Gbit/s | 133.3 MB/s[c] | 0.46 m (18 in) | 5 V (44-pin for 2.5" drives only) | 2 个 |
| SAS-3 | 12 Gbit/s | 1.2 GB/s | 10 m | 否 | 1 － 8 个 (> 65k with expanders) |
| SAS-2 | 6 Gbit/s | 600 MB/s | 10 m | 否 | 1 个 (> 65k with expanders) |
| SAS 300 | 3 Gbit/s | 300 MB/s | 10 m | 否 | 1 个 (> 65k with expanders) |
| SAS 150 | 1.5 Gbit/s | 150 MB/s | 10 m | 否 | 1 个 (> 65k with expanders) |
| IEEE 1394 (FireWire) 3200 | 3.144 Gbit/s | 393 MB/s | 100 m (more with special cables) | 15 W, 12–25 V | 63 (with a hub) |
| IEEE 1394 (FireWire) 800 | 786 Mbit/s | 98.25 MB/s | 100 m[15] | 15 W, 12–25 V | 63 (with a hub) |
| IEEE 1394 (FireWire) 400 | 393 Mbit/s | 49.13 MB/s | 4.5 m[15][16] | 15 W, 12–25 V | 63 (with a hub) |
| USB 3.1 | 10 Gbit/s | 1.21 GB/s[d] | 3 m | 100 W, 5, 12 or 20 V[17] | 127 (with a hub) |
| USB 3.0[e] | 5 Gbit/s | 400 MB/s or more (protocol overhead, flow control, framing excluded)[18] | 3 m[19] | 4.5 W, 5 V | 127 (with a hub)[19] |
| USB 2.0 | 480 Mbit/s | 35 MB/s | 5 m[20] | 2.5 W, 5 V | 127 (with a hub)[19] |
| USB 1.1 | 12 Mbit/s | 1.5 MB/s | 3 m | 是 | 127 (with a hub)[19] |
| SCSI Ultra-320 | 2.56 Gbit/s | 320 MB/s | 12 m | 否 | 15 (plus the Host Bus Adapter/Host) |
| 10GFC Fibre Channel | 10.52 Gbit/s | 1.195 GB/s | 2 m – 50 km | 否 | 126 (16,777,216 with switches) |
| 4GFC Fibre Channel | 4.25 Gbit/s | 398 MB/s | 12 m | 否 | 126 (16,777,216 with switches) |
| InfiniBand Quad Rate |
10 Gbit/s | 0.98 GB/s | 5 m (copper)[21][22]
<10 km (fiber) |
否 | One with point-to-point, many with switched fabric |
| Thunderbolt | 10 Gbit/s | 1.22 GB/s | 3 m (copper) 100 m (fiber) |
10 W (copper only) | 7 个 |
| Thunderbolt 2 | 20 Gbit/s | 2.44 GB/s | 3 m (copper) 100 m (fiber) |
10 W (copper only) | 7 个 |
| Thunderbolt 3 | 40 Gbit/s | 4.88 GB/s | 3 m (copper) 100 m (fiber) |
100 W (copper only) | 7 个 |
与 PATA 不同，SATA 和 eSATA 都支援热插拔，但此功能需要主机、装置和操作系统的支援。基本上所有 SATA 装置（硬碟）都支援热插拔（基于装置的需要），绝大部分的 SATA 主机适配器都支援此指令。[23]
注解
参考资料
外部链接
相关条目
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