ATA是Serial ATA的縮寫，即串行ATA。這是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型，由于采用串行方式傳輸數據而得名。SATA總線使用嵌入式，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。時鐘信號

與并行ATA相比，SATA具有比較大的優勢。首先，Serial ATA以連續串行的方式傳送數據，可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來提高數據傳輸的帶寬。Serial ATA一次只會傳送1位數據，這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec，這比目前最快的并行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高，而在已經發布的Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/sec，最終Serial ATA 3.0將實現600MB/sec的最高數據傳輸率。

原理

在此有必要對Serial ATA的數據傳輸率作一下說明。就串行通訊而言，數據傳輸率是指串行接口數據傳輸的實際比特率，Serial ATA 1.0的傳輸率是1.5Gbps，Serial ATA 2.0的傳輸率是3.0Gbps。與其它高速串行接口一樣，Serial ATA接口也采用了一套用來確保數據流特性的編碼機制，這套編碼機制將原本每字節所包含的8位數據（即1Byte=8bit）編碼成10位數據（即1Byte=10bit），這樣一來，Serial ATA接口的每字節串行數據流就包含了10位數據，經過編碼后的Serial ATA傳輸速率就相應地變為Serial ATA實際傳輸速率的十分之一，所以1.5Gbps=150MB/sec，而3.0Gbps=300MB/sec。

可說是以Fibre Channel（光纖通道作為藍本，所以采用四芯接線；需求的電壓則大幅度減低至250mV（最高500mV），較傳統并行ATA接口的5V少上90%到95%！因此，廠商可以給Serial ATA硬盤附加上高級的硬盤功能，如熱插拔等。更重要的是，在連接形式上，除了傳統的點對點（Point-to-Point）形式外，SATA還支持“星形”連接，這樣就可以給RAID這樣的高級應用提供設計上的便利；在實際的使用中，SATA的主機總線適配器（HBA，Host Bus Adapter）就好像網絡上的交換機一樣，可以實現以通道的形式和單獨的每個硬盤通訊，即每個SATA硬盤都獨占一個傳輸通道，所以不存在象并行ATA那樣的主/從控制的問題。（Hot Swapping））

兼容性

Serial ATA規范不僅立足于未來，而且還保留了多種向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的問題。在硬件方面，Serial ATA標準中允許使用轉換器提供同并行設備的兼容性，轉換器能把來自主板的并行ATA信號轉換成Serial ATA硬盤能夠使用的串行信號，目前已經有多種此類轉接卡/轉接頭上市，這在某種程度上保護了我們的原有投資，減小了升級成本；在軟件方面，Serial ATA和并行ATA保持了軟件兼容性，這意味著廠商絲毫也不必為使用Serial ATA而重寫任何驅動程序和操作系統代碼。

優勢

Serial ATA相較并行ATA可謂優點多多，將成為并行ATA的廉價替代方案。并且從并行ATA過渡到Serial ATA也是大勢所趨，應該只是時間問題。相關廠商也在大力推廣SATA接口，例如Intel的ICH6系列南橋芯片相較于ICH5系列南橋芯片，所支持的SATA接口從2個增加到了4個，而并行ATA接口則從2個減少到了1個；nVidia的nForce4系列芯片組已經支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已經采用Marvell 88i6525 SOC芯片開發新一代的SATA II接口硬盤，并已經在2005年初推出。

值得注意的是，無論是SATA還是SATA II，其實對硬盤性能的影響都不大。因為目前硬盤性能的瓶頸集中在由硬盤內部機械機構和硬盤存儲技術、磁盤轉速所決定的硬盤內部數據傳輸率上面，就算是目前最頂級的15000轉SCSI硬盤其內部數據傳輸率也不過才80MB/sec左右，更何況普通的7200轉桌面級硬盤了。除非硬盤的數據記錄技術產生革命性的變化，例如垂直記錄技術等等，目前硬盤的內部數據傳輸率也難以得到飛躍性的提高。說得不好聽的話，目前的硬盤采用ATA 100都已經完全夠用了，之所以采用更先進的接口技術，是可以獲得更高的突發傳輸率、支持更多的特性、更加方便易用以及更具有發展潛力罷了。

不過隨著技術的發展，現在SSD技術正在快速發展，已經有公司推出了SSD，其速度遠遠超過HDD。所以SATA，及SATA II 的推出及進一步發展是很有必要的。

SATA標準的出現，讓計算機儲存產業掀起了大波瀾，除了一改過去并行傳輸的方式，轉而以串行的方式，不僅在排線尺寸方面得到了有效的縮減，在傳輸速度方面也獲得了相當大的提升。

SATA標準的變革

其實我們常見到的SATA II名稱，最早是一個委員會的名稱，該委員會成立的目的就是為了制訂最早的SATA 1.x標準。后來該組織更名為SATA 國際組織 （SATA-IO）。但是SATA II的名稱保留了下來。由于不同廠商所推出的相關產品在功能上或支持度都有所不同，各家SATA產品命名規則有都有所差異。

由于SATA-IO并未硬性規定命名規則與功能要求，因此在推廣初期也造成不少產品定位上的困擾。一般廠商在命名上，多以特定功能作為命名規則，一般常見的多以其最大傳輸速度為主，常見的SATA 300， SATA 3Gb/s和SATA 3G等名稱，部分也有直接取用SATA II為其支持規格名稱，后其的產品在硬件規格上已經相當完備，因此大多舍棄了過去的速度命名規則，加上 SATA-IO于2005年8月底的秋季IDF展中，將過去由各家廠商自行認定的SATA II內容：如3Gbps、本地命令隊列（NCQ）、連結埠分享器（Port Multipliers）和接口選擇器（port selectors）等，統一整合為SATA 2.5的標準規格，大幅減少了市場紊亂的現象。而在2007年第一季度，SATA-IO推出了2.6版的規范，更進一步的3.0版規范也即將在下半年推出。

SATA界面的優勢仍須面對客觀的現實

SATA 1.0的出現代表著計算機產業正式從低時脈并列傳輸走向高時脈序列傳輸，初始規格訂在1.5Gbps，明顯有著比過去IDE界面更豐沛的傳輸能量。不過SATA雖然提供了如此寬廣的總線，但是硬盤機速度進展非常緩慢，轉速與碟片密度的提升速度不夠快，讓SATA總線速度的提升意義并不大。

SATA界面已然成為通用的儲存界面標準

很多人愛舉的一個例子：在速限200的高速公路上騎50CC的小綿羊摩托車，這也正足以完全角容硬盤機所面臨的窘況。以SATA 1.0的規范來看，其最高傳輸速度約為150Mbyte/s，而目前即使是高達萬轉以上的高階SATA硬盤，持續傳輸速度也無法超越100MByte/s，想讓SATA的高總線帶寬得到發揮，就必須使用磁盤陣列才有辦法，而另一個可以發揮SATA界面高帶寬優勢的方法，就是采用具備連結埠分享器的硬盤外接裝置，將單一SATA連接埠的帶寬可以均分給數量不等的硬盤使用，就目前來說，以單一硬盤而言，傳輸速度并不會比過去在IDE界。