SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

SATA Revision 1.0 (до 1,5 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 1.0 была представлена 7 января 2003 года. Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБайт/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8b/10b, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счёт отсутствия необходимости синхронизации каналов и большей помехоустойчивостью кабеля. Это достигается применением принципиально иного способа передачи данных (см. LVDS).

SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с)

Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с (300 МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 2.0.[1] Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на жёстких дисках фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).
SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с)

Официальный логотип SATA rev. 3.0

Спецификация SATA Revision 3.0 представлена в июле 2008 и предусматривает пропускную способность до 6 Гбит/с (600 МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). В числе улучшений SATA Revision 3.0 по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить улучшенное управление питанием. Также сохранена совместимость, как на уровне разъёмов и кабелей SATA, так и на уровне протоколов обмена.
SATA Revision 3.1

Новшества:[2]

    mSATA, SATA для SSD накопителей в мобильных устройствах, PCI Express Mini Card-подобный разъем, который электрически несовместим[3]
    Zero-power оптического привода. В режиме ожидания оптический привод SATA не потребляет энергию
    Queued TRIM Command улучшает производительность SSD накопителей
    Required Link Power Management снижает общее энергопотребление системы из нескольких устройств SATA
    Hardware Control Features позволяет хост-идентификацию возможностей устройства

Описание SATA

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a[источник не указан 588 дней]).

В отличие от PATA, стандарт SATA предусматривает горячую замену активного устройства (используемого операционной системой) (начиная с SATA Revision 1.0)
Разъёмы SATA

SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex.

Использование одновременно обоих типов силовых разъёмов может привести к повреждению устройства.[4]

Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.

Существует также 13-и контактный[источник не указан 588 дней] совмещенный разъем SATA применяемый в серверах, мобильных и портативных устройствах для тонких накопителей. Состоит совмещенный разъем из 7-и контактного разъема для подключения шины данных и 6-и контактного разъёма для подключения питания устройства. Для подключения к данным устройствам в серверах может применяться специальный переходник.
Контакт #     Назначение
1     GND
2     A+ (Передача данных)
3     A− (Передача данных)
4     GND
5     B− (Прием данных)
6     B+ (Прием данных)
7     GND
 —     Замок
A 7-pin Serial ATA data cable.
7-контактный кабель передачи данных Serial ATA.
Контакт #     Порядок подключения     Назначение
 —     Замок
    1     3     +3,3 В
2     3
3     2
    4     1     GND
5     2
6     2
    7     2     +5 В
8     3
9     3
    10     2     GND
    11     3     Activity indication and/or staggered spin-up
    12     1     GND
    13     2     +12 В
14     3
15     3
A 15-pin Serial ATA power connector.
15-контактный кабель питания Serial ATA.


eSATA
Проблемы с содержанием статьи
    Проверить информацию.
Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения.
    
Официальный логотип eSATA
Разъёмы SATA (слева) и eSATA (справа)

eSATA (External SATA) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены». Был создан несколько позже SATA (в середине 2004).
Основные особенности eSATA

    Разъёмы — менее хрупкие, и конструктивно рассчитаны на большее число подключений чем SATA, но физически несовместимы с обычными SATA, добавлено экранирование разъема.
    Требует для подключения два провода: шину данных и кабель питания. В новых спецификациях планируется[5] отказаться от отдельного кабеля питания для выносных eSATA-устройств.
    Длина кабеля увеличена до 2 м (по сравнению с 1 метровым у SATA), для компенсации потерь изменены уровни сигналов (повышен уровень передачи и уменьшен уровень порога приемника).
    Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB 2.0 или IEEE 1394.
    Сигнально SATA и eSATA совместимы, но используют разные уровни сигнала.

Windows

Для поддержки режима горячей замены нужно включить в BIOS режим AHCI. В случае, если загрузочный диск Windows XP подключен к контроллеру, которому переключают режим с IDE на AHCI, Windows перестанет загружаться — активировать этот режим в BIOS возможно только до установки Windows XP. После включения режима в BIOS необходимо в начале инсталляции Windows XP установить драйвер контроллер AHCI с дискеты «по методу F6».

Можно на установленную Windows XP без AHCI поставить AHCI драйвер вручную (выбором inf-файла), после этого перезагрузиться в BIOS и выставить SATA mode режим во вкл. ("ON").[6]
Linux

Практически все дистрибутивы поддерживают eSATA без каких-либо настроек. Для поддержки ядро должно быть сконфигурировано с поддержкой AHCI.
Power eSATA (eSATAp)

Изначально eSATA передаёт только данные. Для питания должен использоваться отдельный кабель. Компания MicroStar создала новый вид eSATA-разъёма, совместив eSATA (для данных) с USB (для питания). Новый вид разъёма имеет название Power eSATA.[7]. Данный разъём позволяет при использовании кабеля Power Over eSATA подключать SATA накопители без каких-либо дополнительных переходников.
mSATA

Mini-SATA это форм-фактор твердотельных жестких дисков, имеющий размер 50,95 х 30 х 3 мм, был объявлен Serial ATA International Organization 21 сентября 2009 года[8]. Поддерживает нетбуки и другие устройства, которые требуют небольшие SSD диски. Разъем mSATA похож на интерфейс PCI Express Mini Card[9], они электрически совместимы, но требуют переключения некоторых сигналов на соответствующий контроллер.
SAS
Основная статья: Serial Attached SCSI

Интерфейс SAS (англ. Serial Attached SCSI) обеспечивает подключение по физическому интерфейсу, аналогичному SATA, устройств, управляемых набором команд SCSI. Обладая обратной совместимостью с SATA, он даёт возможность подключать по этому интерфейсу любые устройства, управляемые набором команд SCSI — не только НЖМД, но и сканеры, принтеры и др. По сравнению с SATA, SAS обеспечивает более развитую топологию, позволяя осуществлять параллельное подключение одного устройства по двум или более каналам. Также поддерживаются расширители шины, позволяющие подключить несколько SAS-устройств к одному порту.

SAS и SATA2 в первых редакциях были синонимами. Но позже производители посчитали, что реализовывать SCSI полностью в настольных компьютерах нецелесообразно, поэтому мы сейчас наблюдаем такое разделение. К слову, такие высокие скорости, заложенные в стандарте SATA, на первый взгляд могут показаться излишними — обычный SATA HDD использует, в лучшем случае, 40-45% пропускной способности шины. Однако работа с буфером винчестера происходит на полной скорости интерфейса.
«Переходники» с SATA на IDE и c IDE на SATA

Пример контроллера SATA -> IDE

Существуют платы, позволяющие подключать устройства SATA к разъёмам IDE и наоборот. Это — активные устройства (которые, по сути, имитируют устройство и контроллер в одной микросхеме). Такие устройства требуют питания (обычно 5 или 12 вольт), и подключаются к разъёмам Molex серии 8981.
Сравнение с другими шинами
Название     Пропускная способность шины (Mbit/s)     Скорость передачи (MB/s)     Макс. длина кабеля (m)     Передаёт энергию     Устройств на канал
eSATA     3 000     300     2 with eSATA HBA (1 with passive adapter)     Нет     1 (15 with port multiplier)
eSATAp     5 V/12 V[10]
SATA revision 3.0     6 000     600[11]     1     Нет
SATA revision 2.0     3 000     300
SATA revision 1.0     1 500     150[12]     1 per line
PATA 133     1 064     133.5     0.46 (18 in)     Нет     2
SAS 600     6 000     600     10     Нет     1 (>65k с применением экспандеров)
SAS 300     3 000     300
SAS 150     1 500     150
IEEE 1394 3200     3 144     393     100 (more with special cables)     15 W, 12–25 V     63 (with hub)
IEEE 1394 800     786     98.25     100[13]
IEEE 1394 400     393     49.13     4.5[13][14]
USB 3.0     5 000     400[15]     3[16]     4.5 W, 5 V     127 (with hub)[16]
USB 2.0     480     60     5[17]     2.5 W, 5 V
USB 1.0     12     1.5     3     Да
SCSI Ultra-640     5 120     640     12     Нет     15 (plus the HBA)
SCSI Ultra-320     2 560     320
Fibre Channel
по оптоволокну     10 520     1 000     2–50 000     Нет     126 (FC-AL)
(16,777,216 при использовании коммутаторов)
Fibre Channel
по меди     4 000     400     12
InfiniBand
Quad Rate     10 000     1 000     5 (copper)[18][19]

<10,000 (fiber)
    Нет     1 with point to point
Many with switched fabric
Thunderbolt     10 000     1 250     3 (copper)     10 W     7