シリアルATA

技術・転送速度

複数の配線で構成されるパラレルバスで伝送される電気信号は、転送速度を上げると互いに影響を及ぼし合う。この現象はクロストークと呼ばれる。また、PATAではバスの終端が規定されていないことも問題である。シリアルATAでは、低電圧差動信号方式を採用することで、こうした問題の大半を回避している。

シリアルATAは8B/10Bエンコーディングを採用しています。これは、8ビットの転送に10ビットを使用することを意味します。SATAの最初の規格では、1.5GBit/秒の転送速度（または1.2GBit/秒の使用可能データレート）を使用していました。これは、最後のPATA規格（ATA/133）よりもわずかに速いだけである。その後の規格では、ほぼすべてのリビジョンでこの速度が2倍になっています。これらの値は転送速度であり、信号のため、使用可能な速度は25％低くなる。

その他の利点としては、SATAケーブルはPATAケーブルに比べて取り扱いが非常に簡単であることが挙げられます。また、一部のSATAドライブは、コンピュータの実行中に接続と取り外しが可能です。これは、ホットスワップと呼ばれています。最後に、一部のドライブは「ネイティブ・コマンド・キューイング」と呼ばれる技術に対応しています。これは、ドライブが命令されたことをより速く実行できるように、その順序を並べ替えることができることを意味します。

最初のバージョンから、SATAはハードディスクドライブに十分な速度を持っています。データは、ドライブ上のいくつかの場所から読み取る必要があります。その間に、読み書きに使う電子デバイスの位置を変えなければなりません。現在のドライブでも、1.2GBit/sが問題になるほどの速度は出ていません。

ドライブの接続に使用するケーブル。上側がPATA 80本、真ん中がPATA 40本、下側（青）がSATA

改訂内容

2016年現在、SATA規格は5種類のリビジョンがあります。

正式名称	とも呼ばれます。	ネットデータレート
		Gbit/s	Mbyte/s
シリアルATA 1,5 Gbit/s	SATA I	1,20	150
シリアルATA 3,0Gbit/s、SATA Revision 2.x	SATA II, SATA-300	2,40	300
シリアルATA 6,0Gbit/s、SATA Revision 3.x	SATA III, SATA-600	4,80	600
SATA Express 8,0 Gbit/s（PCIe 3.x）、SATA Revision 3.2		7,88	985
SATA Express 16,0 Gbit/s（PCIe 4.0）、SATA Revision 3.2		15,76	1.969

SATA Express

SATA Expressは、PCI Expressと同じプロトコルを使用したSATA規格のバージョンです。現在のSSD（ソリッドステートドライブ）は、6GBit/sで規定されているSATA IIIを飽和させることが可能です。このため、SATA Expressが導入されました。

互換性

シリアルATA規格の異なるバージョンは、互いに互換性があります。つまり、古いデバイスでも新しいコントローラで動作させることができますが、そのデバイスが作られた規格の機能と速度しかサポートしません。同様に、新しい規格で作られたデバイスは、古いコントローラで動作させることができます。この場合、コントローラが制限要因となり、新しい機能の一部がサポートされない可能性があります。SAS（Serial Attached SCSI）コントローラはSATAドライブと互換性がありますが、SATAコントローラはSASドライブと互換性がありません。

オペレーティングシステムのレベルでは、SATAとPATAのデバイスは同じに見えます。しかし、物理的なレベルでは、両者は互換性がありません。

コネクター

SATAを使用する機器を使用するためには、マザーボードに接続する必要があります。これは、おそらくSATAとPATAの最も目に見える違いです。SATAドライブには2種類のコネクタがあり、1つはデータ転送用、もう1つは電力転送用です。いくつかのケースでは、外付けドライブを接続するために、両方が1つのケーブルに結合されています。しかし、通常は2つの異なるコネクタが使用されています。コネクタの中には、固定できるものもあります。

電源コネクタ

標準コネクタ

PATAでは、4ピンのモレックスコネクタを使用して電力を伝送することが規定されています。SATAでは、このコネクタを使用します。4ピンMolexコネクタは、フロッピードライブの電源にも使用されてきました。SATAはこのコネクタを変更しました。SATAでは、電源コネクタとデータコネクタは似ていますが、電源コネクタはデータコネクタより幅が広くなっています。標準の電源コネクタは15ピンである。標準的な3.5インチと2.5インチのドライブに使用されています。

スリムコネクターとマイクロコネクター

小型のフォームファクターでは、6本のピンとコーディングノッチを持つ小型の電源コネクタも使用できます。より小型のドライブには、8ピンのコネクターがあります。コーディングノッチは、電源コネクターがデータを転送するプラグに接続できないようにするものです。

データコネクタ

電源コネクタと同様に、データコネクタにも用途に応じたさまざまなバージョンがあります。標準コネクタは7ピンで、3.5インチと2.5インチのドライブに使用されます。その他のフォームファクターとしては、mSATA、M.2（またはNGFF）が一般的です。

eSATAとeSATAp

eSATAは、外付けドライブを接続するために使用されるSATAのバージョンです。そのプラグはより堅牢であり、そのケーブルはより頑丈である。この市場では、SATAはUSBやFirewireなど、他の規格と競合しています。多くの外付けドライブは、外付けケースに入った標準的なSATAドライブです。USBやFirewireで通信するためには、追加の電子ボードが必要です。このボードは、SATAと外部インタフェース間の変換を行います。eSATAを使用する場合、変換は必要ありません。USBまたはFirewireを使用すると、他の利点があるかもしれません。

また、eSATAにはeSATApというバージョンもあります。これは、USBのピンとSATAのピン、そして電源コネクタのピンを組み合わせたものです。これにより、1本のケーブルでSATAやUSBドライブを直接外部に接続することが可能になります。データだけでなく、電源もこのケーブルで伝送されるため、余分な電源接続は必要ありません。

ドライブに搭載されているSATAポート。左側の短いポートがデータ転送用、右側の長いポートが電力供給用。


標準的なSATA電源ケーブル