Serial ATA (SATA) – standard för seriell anslutning av lagringsenheter

Elektriska signaler som överförs på en parallell buss som består av flera trådar påverkar varandra om överföringshastigheten ökar. Detta fenomen kallas crosstalk. Ett annat problem med PATA är att bussens terminering inte är specificerad. Serial ATA använder lågspänningsdifferentiell signalering, vilket undviker de flesta av dessa problem.

Serial ATA använder 8B/10B-kodning. Det innebär att 10 bitar används för att överföra 8 bitar. Den första standarden för SATA använde en överföringshastighet på 1,5 GBit/sekund (eller 1,2 GBit/sekund användbar datahastighet). Detta är endast något snabbare än den senaste PATA-standarden (ATA/133). Senare standarder fördubblade denna hastighet vid nästan varje revidering. Dessa värden är överföringshastigheter, på grund av signalering är den användbara hastigheten 25 % lägre.

Andra fördelar är att SATA-kablar är mycket lättare att hantera än PATA-kablar. Vissa SATA-enheter kan också anslutas och frånkopplas medan datorn är igång. Detta kallas hot swapping. Slutligen stöder vissa enheter en teknik som kallas "Native Command Queueing". Detta innebär att enheten kan ändra ordningen på det den ska göra så att det går snabbare.

Sedan den första versionen har SATA varit tillräckligt snabb för hårddiskar. Uppgifterna måste läsas från ett antal platser på enheten. Mellan platserna måste den elektroniska enhet som används för läsning och skrivning omplaceras. Inte ens med nuvarande enheter sker detta tillräckligt snabbt så att 1,2 Gbit/s utgör ett problem.

Sedan 2016 finns det fem olika revideringar av SATA-standarden.

SATA Express

SATA Express är en version av SATA-standarden som använder samma protokoll som PCI Express. Nuvarande SSD-enheter (Solid State Drives) kan mätta SATA III, som är specificerat till 6 Gbit/s. Av denna anledning har SATA Express införts.

Olika versioner av Serial ATA-standarden är kompatibla med varandra. Detta innebär att äldre enheter kan användas med en nyare styrenhet, men de har endast stöd för funktionerna och hastigheten i den standard som de byggdes för. På samma sätt kan enheter som är byggda för en nyare standard användas på en äldre styrenhet. I det här fallet är kontrollern den begränsande faktorn, och vissa av de nyare funktionerna kanske inte stöds. En SAS-kontroller (Serial Attached SCSI) är kompatibel med SATA-enheter, men en SATA-kontroller är inte kompatibel med SAS-enheter.

I operativsystemet kan SATA- och PATA-enheterna se likadana ut. På den fysiska nivån är de dock inkompatibla.

För att kunna användas måste enheter som använder SATA vara anslutna till moderkortet. Detta är förmodligen den mest synliga skillnaden mellan SATA och PATA. SATA-enheter har två olika anslutningar, en anslutning är avsedd för överföring av data och den andra anslutningen är avsedd för överföring av ström. I vissa fall har båda kombinerats i en kabel för att ansluta externa enheter. I normalfallet används dock två olika kontakter. Vissa kontakter kan låsas på plats.

Strömanslutning

Standardkontakt

PATA anger att strömmen överförs med hjälp av en 4-stifts Molex-kontakt. Med SATA används denna kontakt. Den 4-poliga Molex-kontakten har också använts för att driva diskettenheter. SATA ändrade denna kontakt. Med SATA ser strömkontakten och datakontakten likadana ut, men strömkontakten är bredare än datakontakten. Den vanliga strömkontakten har 15 stift. Den används för vanliga 3,5-tums och 2,5-tums enheter.

Slimline och mikrokontakt

Mindre formfaktorer kan också använda en mindre strömkontakt, den har sex stift och en kodningshål. För mindre enheter finns det en kontakt med 8 stift. Ett kodningshål ser till att strömkontakten inte kan anslutas till kontakten som överför data.

Datakontakt

Precis som med strömkontakten finns det olika versioner av datakontakten för olika tillämpningar. Standardkontakten har 7 stift och används för 3,5-tums och 2,5-tums enheter. De vanligaste andra formfaktorerna är mSATA och M.2 (eller NGFF).

eSATA och eSATAp

eSATA är en version av SATA som används för att ansluta externa enheter. Kontakterna är mer robusta och kablarna är mer stryktåliga. På denna marknad konkurrerar SATA med andra standarder, t.ex. USB eller Firewire. Många externa enheter är vanliga SATA-enheter i ett externt hölje. För att kunna kommunicera via USB eller Firewire behövs ett extra elektronikkort. Detta kort översätter mellan SATA och det externa gränssnittet. När eSATA används behövs ingen översättning. Att använda USB eller Firewire kan dock ha andra fördelar.

Det finns också en version av eSATA som kallas eSATAp. Den kombinerar USB-stift, SATA-stift och strömkontaktens stift. Detta gör det möjligt att direkt ansluta SATA- eller USB-enheter externt, med endast en kabel. Förutom data överförs även ström via denna kabel, så ingen extra strömanslutning behövs.