概述

SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。它是一种电脑总线，主要功能是用作主板和大量存储设备（如硬盘及光盘驱动器）之间的数据传输。这是一种完全不同于并行PATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
2000年11月由“Serial ATA Working Group”团体所制定，SATA已经完全取代旧式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总线使用了嵌入式时钟频率信号，具备了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，提高了数据传输的可靠性。不过，SATA和以往最明显的分别，是用上了较细的排线，有利机箱内部的空气流通，某程度上增加了整个平台的稳定性
现时，SATA分别有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三种规格。未来将有更快速的SATA Express规格。
与并行ATA相比，SATA具有比较大的优势：
首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。Serial ATA一次只会传送1位数据，这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。
其次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec，这比最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高，而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/sec，最终Serial ATA 3.0将实现600MB/sec的最高数据传输率。

实际接线管脚图

PATA 接口

IDE作为非常老牌的传输协议，为计算机能够更轻松的操作硬盘数据起到了非常重要的作用。但是随着计算机对速度的需求，与其配备的传输总线（ATA-133）以及自身的功能都太少了。也渐渐被AHCI与SATA所淘汰。
Tips：实际上，PATA的出现是因为SATA的出现，而为了防止ATA与SATA混淆，所以把ATA改名为PATA。

M.2

U.2

AHCI

IDE过低的速度，以及老旧的协议，催生了AHCI传输协议，AHCI相比于IDE，其每次传输传输一个队列中，携带32条指令，同时优化了硬盘队列，通过NCQ技术，使硬盘能够快速顺畅的读取数据而减少磁头移动带来的时间浪费。而与AHCI相匹配的SATA接口，能够提供比ATA总线更高的传输速度。但是，AHCI终究是为了机械硬盘而产生的产物，随着SSD的普及，SSD的高响应速度与读写能力在压榨着传输总线与传输协议的最大速度。因此而诞生了为SSD而生的新协议。

NVMe

如上文所属，为了能够让SSD更好的发挥速度与读写能力。NVMe随之产生。相比于AHCI，NVMe单次提供641024个请求队列，而每个队列达到了641024个请求。远超AHCI单队列32个请求的规模。NVMe可以说完全释放了传输协议的限制，而为了能够与传输协议的速度匹配，使用NVMe的设备都直接连接到了PCIE总线上。更直接的总线为NVMe设备提供绝对强大的传输速度。