打开PC机壳，相信最紊乱、最碍眼的必然是磁碟机排线，尤其以UltraATA排线为最。在UltraATA33时，为40条，但自UltraATA66后，却开始改为80条。每一条线路旁多增一条接地线路，以降低并列传输时的串音干扰（Cross Talk），为得是使传输能够再加速。不过高达80条平行传输线路，再加上两个ATA传输通道（Channel）各用上一条排线，排线几乎占据机内的大半空间，不仅造成机内保养维修时的困扰，在平日运作时也会阻碍机内气流流通，使电子系统因升温而增加不稳性。

不过，这样的问题即将解决。由APT、Dell、Intel、Maxtor、Seagate等业者所联合提出的新磁碟介面标准︰SerialATA，不但能解决上述的困境，同时又能够让ATA介面的效能速度再次提升，并还补强了过往道统ATA所缺乏的诸多功能。

SATA标准及架构介绍

目前以并列模式传输的UltraATA在速度上已达到极限，UltraATA/133勉强算是终极之作，其速度最高为133MB/Sec。不只是UltraATA有困难，就连UltraSCSI也有类似的困境。 ATA、SCSI目前皆为16-bit并列传输，SCSI自8-bit扩增宽度至16-bit，但未来两者都没有朝更大资料宽度发展的想法。因为并列宽度增加，串音干扰问题也就愈严重，且愈难控制掌握。如此必须投注更多的心力去研发，但效率提升却有限，而原有以SCSI、ATA建立的软体、韧体都必须改写才能适用。

相对来说，整体若改以串列方式运作，不需改变任何实体线路，也不用改变任何韧体、软体，只要加快运作时脉便可获得加速。其研发的心力小，变革的冲击也少，但提升幅度高，所以这也是现今所有汇流排技术的发展走势，ATA只是其一。其他包括SCSI、PCI也都有类似的方向，如SCSI自并列的8-bit/16-bit转为串列（Serial Attached SCSI，SAS），PCI也从32-bit/64-bit转成串列（PCI Express，PCI-E），如今UltraATA则也转为SerialATA。为了跟传统ATA有所区别，以往用并列传输的ATA被区别称呼成Parallel ATA（PATA），新的串列传输的ATA则名为SerialATA（SATA）。

SATA是具长期性、阶段性的新介面。第一代的SATA在传输上被称为1X，提供1.5Gbps的速度；下一代为2X，达3Gbps；第三代为4X，预计达6Gbps。不过Intel工程师认为至4.5Gbps以上将会有技术方面的困难，可能需要更换传输介质或其他方式才能达成。上述的速度为实验室的进度，实际商品化的进度仍在1X阶段，并积极取代现有的PATA。

SATA是由Intel于2000年时，所提出的概念，并于2001年正式提出1.0规格。到了2002、2003年时，相关支援的硬体开始出现，包括介面卡及硬碟。然而，SATA的规格进展相当快速，2002年便有了SerialATA 2.0的提案。于2004年5月，Dell、Intel、Maxtor、Seagate、Vitesse Semiconductor Corp.等五家业者联合提出SerialATA II，虽然这次少了APT，但却多了Vitesse的加入。

虽然在SATA 1.0标准中，已对2X有些许指示，但SerialATA II却有更完整的描述，且同时增加了一项新的加速功能，即「指令伫列（Command Queuing）」。过去ATA的传输都是逐一依序传递、解析、执行ATA指令，而SerialATA II的Command Queuing则允许一次接收大量的ATA指令，并同时打破依序，可改变指令的解析、执行顺序，借此让整体传输再获得加速。不过此一功能的应用，必须是同时有新支援的SATA介面控制晶片和新支援的SATA硬碟才行。

《图一 Adaptec公司推出的SerialATA适配卡，提供2个内接SATA 1X埠》

SATA与其他汇流技术比较

首先，PATA的排线长度仅18英吋（约46公分），而SATA 1.0可至1公尺，SATA II甚至希望到2公尺，如此可以有限度地用于机外连接，比起传统PATA完全只供机内连接之用，更具方便性。其次，PATA不具热插拔（Hot Plug）能力，运作中硬碟不可拔出，而SATA 1.0就具备热插拔的功能。除了主运作硬碟外，其余都可在开机状态下进行抽换、置换。

此外，PATA仅两组通道，每组通道提供Master、Slave两种装置身份辨识，最多可连接4个装置。 SATA则是采取一对一连接，每一通道上为单一装置，没有Master、Slave的身份组态、冲突、争抢频宽等问题。且只要晶片组支援，可持续增加更多的SATA连接介面及连接装置数，目前已达到2 - 4个的水准，未来必可超越PATA。而部分以SATA实现的磁碟阵列卡，则是达到8 - 12个SATA通道。

比较特别的是，SATA不仅传输线路与过往的PATA不同，连供电线路也不相同。 SATA的传输线路为7线，其中3线为接地（亦有防止串音干扰之效）。另外4线则两两成对，形成「传送」及「接收」各1-bit的单向通道，以差动电压方式进行传输，而传统PATA16-bit是双向传输。

至于SATA与PATA在供电上有何不同？过往的PATA为4pin：12V、GND、GND、5V，而SATA多了一个3.3V，这主要是因应现有硬碟上的晶片（如数位信号处理器DSP、硬碟控制器Disk Controller、介面控制器Interface Controller、缓冲记忆体Buffer等）多已使用3.3V运作，过去的5V送至硬碟上也多半还要降压才能使用。如今此一降压程序，则转交给电脑的供电器（交换式电源供应器）负责。

也因此，SATA的供电线路改成15pin接头，接地占5线。 3.3V、5V、12V各占3线，以及一个保留线（针脚、脚位）。

《图二 SerialATA的数据传输线（左，7pin），以及电源供应线（右，15pin）》

受到SATA的刺激后，SCSI阵营也积极将SCSI进行串列性转化，此新规格称为SAS（Serial Attached SCSI）。不过进度必然落在SATA之后，预计取代现有并列式SCSI，如此末代的并列SCSI便可能是Ultra320 SCSI（320MB/Sec）。初版的SAS预计达3Gbps，数年内的提升目标希望达12Gbps，亦具有Command Queuing能力（达256阶）。

SAS的接线长度虽可达8公尺，但与传统SCSI相比就稍逊色，因传统SCSI最多可到12公尺。另外，SAS也允许一个装置同时连接多条SAS埠来增快速度，可平行扩至4 - 8个，而非强制一个装置仅一个连接。甚至还有业者提出用SAS来相容SATA传输、运作的方案（如Adaptec公司）。其作法是实体连接上统一采行SAS，但指令与资料传输上可选择SAS或SATA，借此省去维护两种不同实体接线、组件的麻烦。

1.5Gbps＝150MB/Sec吗？

许多规格书写到Fibre Channel的1Gbps传输，通常也会等同写成100MB/Sec（或100MB/s、100MBps），而SerialATA也雷同，有时会将1.5Gbps写成150MB/Sec，这是何故呢？若按学理，1Byte=8bits，1000/8=125，应当写成125MB/Sec才是，为何是100MB/Sec？少去25MB的原因何在？

其实，PATA的40pin中除了16pin的资料线外，其余的24pin有许多电源线、接地线，及诸多的控制线路。这些控制线路传输着控制性质的信号和资料，与实质传输资料各别独立传输。然而在PATA换成SATA后，实质传输资料与控制资料混在同一个串列传输通道上传递，自然也要占去部分的通道频宽，因此无法以学理的「除8」折算，而是概略地以「除10」来计算。概估多出20%的控制传输，或其他的非实质资料信号（如同步信号）。

事实上USB即是如此，在USB v1.1的12Mbps频宽中，控制用的封包就占去10%，只剩10.8Mbps可运用。而在连续传递6个相同位元时，为了怕长时间传递相同的信号造成解读偏误，也会掺入1个反相位元以求同步，此同步位元也不具实质资料的传递意义。

SAS之应用价值与未来可能发展趋势

首先，SATA既然多了外接、热插拔等能力，那么原有的外接介面：1394、USB也必然受胁。虽然1394已从1394a（400Mbps）提升至1394b（800Mbps），或USB从1.1（12Mbps）提升至2.0（480Mbps），但仍不敌SATA 1X的1.5Gbps，更何况未来还有3Gbps、6Gbps。笔者推估1394a/b将因SATA 1X与USB 2.0的夹击，成为第一个褪去的标准。

接着则是SATA与USB对抗，现阶段USB的普及度远胜SATA，且接线较长（每段5公尺），然在未来iPod、PMP/PMC等硬碟型娱乐装置不断地普及下，此类装置有可能会省去USB，直接用SATA与PC连接，但这还要数年的考验才能作得到。

其次，PATA在现有低价的伺服器（Slim Server、Blade Server）、低​​价的储存设备（初阶NAS）上已相当普及，未来也将持续在「价格效能比」上加码，选择升级使用SATA 。包括正要兴起的iSCSI，亦会积极采用SATA。

最后，在1999年以前，ATA介面都是要透过PCI桥接后，才能与处理器、记忆体连接。而当时的PCI普遍为32-bit、33MHz，频宽仅132MB/Sec。此规格组态下连接一个UltraATA/66通道还可行，但若连接两个便有争抢总体I/O频宽的问题。不过Intel于810晶片组使用Hub Link（HL）后，此一问题才获得解决，但Hub Link专属于Intel的架构（Intel Hub Architecture，IHA），其他晶片组业者无法使用。

AMD随后提出Hyper Transport，虽然较Hub Link开放，但仅能用于晶片间的传输，并无插槽型态。以至于产业界才提出更广泛、共通的新高速介面标准：PCI Express（PCI-E），借此让SATA与PCI-E接轨，并移除SATA未来传输加速发展的阻碍。而在PCI-E未普及前，SATA只能持续与Hub Link、HyperTransport连接、或与较少运用的PCI-66MHz、PCI-64bit、PCI-X等高速延伸介面连接，以减缓频宽受限的情形。

《图三 SAS（Serial Attached SCSI）的平行连接传输》

总结

SATA是为了要加快ATA传输速度应运而生的标准，它不仅让ATA的速度加快了许多、距离延长了许多。且也刺激了其它传输标准的研发速度，如PATA、S-SCSI等。目前有许多伺服器级的系统在运用SATA的技术，而市面上也可以见到许多针对企业与个人所推出的SATA硬碟，相信不久后，会完全取代Ultra ATA的市场，成为硬碟的标准。

延 伸 阅 读

众所周知，SATA硬碟除了性能好，硬体连接相对简单，还具备并行IDE硬碟所不支援的热插拔功能，用来做外置移动硬碟更为合适。本文介绍几种让SATA硬碟移动起来的方案。相关介绍请见「不用买移动硬碟了 让SATA硬碟移动起来！」一文。 本文文对硬碟的使用注意事项作了比较详细的说明，但也有些问题并未涉及（如在SATA硬碟上恢复Ghost镜像档）。笔者在实际使用过程中获得了一些经验，并以华硕P4P800主板安装一块SATA硬碟为例，供使用SATA硬碟的朋友参考。你可在「再谈SATA硬碟使用」一文中得到进一步的介绍。 Serial ATA（SATA）的硬碟推出至今已有一段的时间了，四大硬碟厂商也都各自拥有自己的SATA产品。目前SATA硬碟的市价已降到和PATA(即俗称的IDE硬碟)几乎零差距。在这个情况下，使用者在采购硬碟时，到底要选择SATA亦或传统的PATA硬碟呢？在「换上SATA硬碟吧！」一文为你做了相关的评析。

相关组织网站	SATA官方网站 Intel官方网站 AMD官方网站