串口硬碟

串口硬碟是一種完全不同於并行ATA的新型硬碟介面類型，由於採用串列方式傳輸數據而知名。相對於并行ATA來說，就具有非常多的優勢。首先，Serial ATA以連續串列的方式傳送數據，一次只會傳送1位數據。這樣能減少SATA介面的針腳數目，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，分別用於連接電纜、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複雜性。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/s，這比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/s，最終SATA將實現600MB/s的最高數據傳輸率。

Serial ATA歷史

一直以來 IDE硬碟都採用并行傳輸模式(并行ATA)，但是并行傳輸過程中存在一個不可避免的問題：線路間的信號會互相干擾。在傳輸速率比較低的情況下，存在一定的信號串擾並不會帶來多大的影響，但是在高速數據傳輸過程中，信號串擾問題就顯得非常突出，嚴重的影響著系統的穩定性。因此，在人們對硬碟傳輸速率要求越來越高的同時，并行ATA卻顯得越來越力不從心了。另外，并行ATA也存在著一些顯而易見的缺點：首先，并行ATA每次傳輸多位數據，因此數據通道要求的數據線的數量比較多，在ATA/66以前連接硬碟的數據排線就是40線的，而ATA/66、ATA/100和最新的ATA/133的介面數據電纜則都是80線的，這樣不僅介麵線纜的成本提高了，而且也造成了機箱內連線複雜凌亂，空氣流通受阻，散熱受到影響。其次，并行ATA設計採用5V電壓供電，在當今不斷降低電壓、減小功耗的趨勢下，這也是需要改進的。

在并行 ATA性能提升後勁不足的情況下，2000年2月Intel在IDF(Intel Developer Forum——Intel開發者論壇)上，首次提出了串列ATA(Serial ATA)的技術構想，並專門成立了Serial ATA標準的官方工作組(Serial ATA Working Group)。 2000年12月18日，Serial ATA工作組公布了Serial ATA草案1.0版。

2001年8月，Seagate在IDF Fall 2001大會上宣布了Serial ATA 1.0標準，Serial ATA規範正式確立。在1.0版規範中規定的Serial ATA數據傳輸速度為150MB/s，比目前主流的并行 ATA標準ATA/100高出50%，比最新的ATA/133還要高出約13%。而且隨著未來後續版本的發展，其介面速率還可擴展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。從其發展計劃來看，未來Serial ATA的也將通過提升時鐘頻率來提高介面傳輸速率。

串列和并行

串列 ATA比并行ATA快

目前的并行 ATA一次可傳輸4個位元組(4×8位)的數據，而串列ATA每次傳輸的數據只有一位，那麼為什麼在高速傳輸過程中卻要使用串列ATA呢？其實主要原因還是并行傳輸存在著信號串擾的問題。而串列傳輸就沒有這個問題了，從理論上說串列傳輸的工作頻率可以無限提高，Serial ATA就是通過提高工作頻率來提升介面傳輸速率的。因此Serial ATA可以實現更高的傳輸速率，而并行ATA在沒有有效地解決信號串擾問題之前，則很難達到這樣高的傳輸速率，這也是為什麼新的硬碟介面標準會採用串列傳輸的原因。

Serial ATA剖析

Serial ATA實現數據傳輸的原理相對而言是比較簡單的。顧名思義，它採用的是串列數據傳輸方式，每一個時鐘周期只傳輸一位二進位數據。因此，Serial ATA的介面連接線就變得非常簡潔了——只需要4根線就可以實現數據傳輸(第1根發數據，第2根接收數據，第3根供電，第4根地線)。目前并行ATA採用80線的介面連接線，而Serial ATA的硬碟介麵線則明顯地要簡潔得多，所以，在實際應用中，使用Serial ATA設備的機箱會更整潔一些，散熱效果也相對要好一點。而且，Serial ATA傳輸線的成本低。

另外，由於串列傳輸方式不會遇到信號串擾問題，所以 Serial ATA要想提高傳輸速度的話，只需要提高控制晶元的工作頻率即可。

serial協議

Serial ATA採用的是點對點傳輸協議，每一個硬碟與主機通信時都獨佔一個通道，系統中所有的硬碟都是對等的，因此，在Serial ATA中將不存在“主/從”盤的區別，用戶也不用再費事去設置硬碟的相關跳線了。 Serial ATA的點對點傳輸模式的另一個好處是，每一個硬碟都可以獨享通道帶寬，這對於提高性能是有好處的。

由於串列ATA與傳統的并行ATA是不兼容的，對於這個問題，Serial ATA在設計的時候也著重加以考慮。目前的Serial ATA可以通過轉換器與現有的并行ATA系統兼容使用。轉換器能夠將主板的并行ATA信號轉換成串列ATA信號供Serial ATA硬碟所用，或者將主板的Serial ATA信號轉換成普通并行ATA硬碟能夠接收的并行ATA信號，而且這種轉換器的使用方式也非常靈活。

SATA發展歷程

SATA是Intel公司在IDF2000大會上推出的，該技術可以讓用戶擁有高效能的硬碟，卻不必犧牲資料的完整性。SATA最大的優勢是傳輸速率高。SATA的工作原理非常簡單：採用連續串列的方式來實現數據傳輸從而獲得較高傳輸速率。2003年發布SATA1.0規格提供的傳輸率就已經達到了150MB/s，不但已經高出普通IDE硬碟所提供的100MB/s(ATA100)甚至超過了133MB/s(ATA133)的最高傳輸速率。

SATA在數據可靠性方面也有了大幅度提高。SATA可同時對指令及數據封包進行循環冗餘校驗（CRC），不僅可檢測出所有單bit和雙bit的錯誤，而且根據統計學的原理，這樣還能夠檢測出99.998%可能出現的錯誤。相比之下，PATA只能對來回傳輸的數據進行校驗，而無法對指令進行校驗，加之高頻率下干擾甚大，因此數據傳輸穩定性很差。

其他

除了傳輸速度、傳輸數據更可靠外，節省空間是SATA最具吸引力之處，更有利於機箱內部的散熱，線纜間的串擾也得到了有效控制。不過SATA 1.0規範存在不少缺點，特別是缺乏對於伺服器和網路存儲應用所需的一些先進特性的支持。比如在多任務、多請求的典型伺服器環境裡面SATA1.0硬碟的確會有性能大幅度下降、可維護性不強、可連接性不好等等缺點。這時，SATA2.0的出現在這方面卻得到了很好的補充。