數據傳輸
在數據傳輸上這一方面，SATA的速度比以往更加快捷，并支持熱插拔，使電腦運作時可以插上或拔除硬件。另一方面，SATA總線使用了嵌入式時鐘頻率信号，具備了比以往更強的糾錯能力，能對傳輸指令（不僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，提高了數據傳輸的可靠性。不過，SATA和以往最明顯的分别，是用上了較細的排線，有利機箱内部的空氣流通，某程度上增加了整個平台的穩定性。
原理優點
優點
與并行ATA相比，SATA具有比較大的優勢。
首先，SerialATA以連續串行的方式傳送數據，可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來提高數據傳輸的帶寬。SerialATA一次隻會傳送1位數據，這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會更高。實際上，SerialATA僅用四支針腳就能完成所有的工作，分别用于連接電纜、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，SerialATA的起點更高、發展潛力更大，SerialATA1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec，這比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高，而在已經發布的SerialATA2.0的數據傳輸率将達到300MB/sec，最終SerialATA3.0将實現600MB/sec的最高數據傳輸率。
原理
在此有必要對SerialATA的數據傳輸率作一下說明。就串行通訊而言，數據傳輸率是指串行接口數據傳輸的實際比特率，SerialATA1.0的傳輸率是1.5Gbps，SerialATA2.0的傳輸率是3.0Gbps。與其它高速串行接口一樣，SerialATA接口也采用了一套用來确保數據流特性的編碼機制，這套編碼機制将原本每字節所包含的8位數據(即1Byte=8bit)編碼成10位數據(即1Byte=10bit)，這樣一來，SerialATA接口的每字節串行數據流就包含了10位數據，經過編碼後的SerialATA傳輸速率就相應地變為SerialATA實際傳輸速率的十分之一，所以1.5Gbps=150MB/sec，而3.0Gbps=300MB/sec。
物理設計
SATA的物理設計，可說是以FibreChannel(光纖通道)作為藍本，所以采用四芯接線；需求的電壓則大幅度減低至250mV(最高500mV)，較傳統并行ATA接口的5V少上90%到95%！因此，廠商可以給SerialATA硬盤附加上高級的硬盤功能，如熱插拔(HotSwapping)等。更重要的是，在連接形式上，除了傳統的點對點(Point-to-Point)形式外，SATA還支持“星形”連接，這樣就可以給RAID這樣的高級應用提供設計上的便利；在實際的使用中，SATA的主機總線适配器(HBA，HostBusAdapter)就好像網絡上的交換機一樣，可以實現以通道的形式和單獨的每個硬盤通訊，即每個SATA硬盤都獨占一個傳輸通道，所以不存在象并行ATA那樣的主/從控制的問題。
兼容性
SerialATA規範不僅立足于未來，而且還保留了多種向後兼容方式，在使用上不存在兼容性的問題。在硬件方面，SerialATA标準中允許使用轉換器提供同并行設備的兼容性，轉換器能把來自主闆的并行ATA信号轉換成SerialATA硬盤能夠使用的串行信号，已經有多種此類轉接卡/轉接頭上市，這在某種程度上保護了原有投資，減小了升級成本；在軟件方面，SerialATA和并行ATA保持了軟件兼容性，這意味着廠商絲毫也不必為使用SerialATA而重寫任何驅動程序和操作系統代碼。
另外，SerialATA接線較傳統的并行ATA(ParalleATA)接線要簡單得多，而且容易收放，對機箱内的氣流及散熱有明顯改善。而且，SATA硬盤與始終被困在機箱之内的并行ATA不同，擴充性很強，即可以外置，外置式的機櫃(JBOD)不但可提供更好的散熱及插拔功能，而且更可多重連接來防止單點故障；由于SATA和光纖通道的設計如出一轍，所以傳輸速度可用不同的通道來做保證，這在服務器和網絡存儲上具有重要意義。
其他資料
SATA2.6與3.0标準規範
SATA标準的出現，讓計算機儲存産業掀起了大波瀾，除了一改過去并行傳輸的方式，轉而以串行的方式，不僅在排線尺寸方面得到了有效的縮減，在傳輸速度方面也獲得了相當大的提升。
SATA标準的變革
其實常見到的SATA II名稱，最早是一個委員會的名稱，該委員會成立的目的就是為了制訂最早的SATA 1.x标準。後來該組織更名為SATA 國際組織 （SATA-IO）。但是SATA II的名稱保留了下來。由于不同廠商所推出的相關産品在功能上或支持度都有所不同，各家SATA産品命名規則有都有所差異。
由于SATA-IO并未硬性規定命名規則與功能要求，因此在推廣初期也造成不少産品定位上的困擾。一般廠商在命名上，多以特定功能作為命名規則，一般常見的多以其最大傳輸速度為主，常見的SATA 300, SATA 3Gb/s和SATA 3G等名稱，部分也有直接取用SATA II為其支持規格名稱，後其的産品在硬件規格上已經相當完備，因此大多舍棄了過去的速度命名規則，加上 SATA-IO于2005年8月底的秋季IDF展中，将過去由各家廠商自行認定的SATA II内容：如3Gbps、本地命令隊列（NCQ）、連結埠分享器（Port Multipliers）和接口選擇器（port selectors）等，統一整合為SATA 2.5的标準規格，大幅減少了市場紊亂的現象。而在2007年第一季度，SATA-IO推出了2.6版的規範，更進一步的3.0版規範也即将在下半年推出。
SATA界面的優勢仍須面對客觀的現實
SATA 1.0的出現代表着計算機産業正式從低時脈并列傳輸走向高時脈序列傳輸，初始規格訂在1.5Gbps，明顯有着比過去IDE界面更豐沛的傳輸能量。不過SATA雖然提供了如此寬廣的總線，但是硬盤機速度進展非常緩慢，轉速與碟片密度的提升速度不夠快，讓SATA總線速度的提升意義并不大。
SATA界面已然成為通用的儲存界面标準
很多人愛舉的一個例子：在速限200的高速公路上騎50CC的小綿羊摩托車，這也正足以完全角容硬盤機所面臨的窘況。以SATA 1.0的規範來看，其最高傳輸速度約為150Mbyte/s，而目前即使是高達萬轉以上的高階SATA硬盤，持續傳輸速度也無法超越100MByte/s，想讓SATA的高總線帶寬得到發揮，就必須使用磁盤陣列才有辦法，而另一個可以發揮SATA界面高帶寬優勢的方法，就是采用具備連結埠分享器的硬盤外接裝置，将單一SATA連接埠的帶寬可以均分給數量不等的硬盤使用，就目前來說，以單一硬盤而言，傳輸速度并不會比過去在IDE界面下具有更大的優勢。
eSATA纜線接頭與一般SATA纜線接頭的差别
其次，雖然SATA具備了熱插拔的規範，但目前的連接纜線多是設計給内接式硬盤使用，最大插拔次數僅約200次，超過此插拔數目，纜線接頭便會劣化，甚至有可能造成硬盤的損壞，即使是針對外接應用的eSTAT纜線，其插拔次數依然僅約2,500次左右，與USB界面相比差距甚遠，不過這方面牽涉到纜線材質與成本之間的關連，雖然理論上可以達到更高的插拔次數，但是售價能否被消費者接受也是關鍵。而SATA纜線雖然在寬度上占盡優勢，但是長度被限制在2米以内，這對部分應用來說，也是個相當大的限制，不過這點可以借由xSATA來加以解決。
SATA2.6版規範的加強之處
SATA 2.6版加入的技術主要是針對小型嵌入式儲存或行動應用方面，這些技術内容分别包括了以下幾項：
1. 可将SATA光驅安裝到小型設備（如small form factor）中的内建子卡纜線以及連接器。
2. 可以将1.8寸硬盤安裝到如UMPC之類小型終端的微型SATA連接器。
3. 既然具備了微型連接器規格，自然也要針對這類微型連接器設計了内建或者是外接的多通道纜線以及連接器。
4. NCQ優先權加強，能讓資料在複雜加載環境下，動态為資料的傳輸分配優先權等級，避免塞車的現象。
5. 可容許筆記本電腦關閉或不使用NCQ功能，以避免在驅動程序不完整的情況之下，拖累系統效能。
SATA2.6版針對行動應用加強
由以上的加強要點可以看出，SATA 2.6版主要針對的是更小的應用，比如說samll form factor或者是UMPC等的内接與外接規格，然而此類應用，其儲存裝置數量備受限制，且儲存裝置本身的速度會因為轉速等不同因素而受到影響（比如說常見于UMPC的1.8寸硬盤其最大傳輸速度不過20MByte/s左右，不及傳統3.5寸硬盤的3分之1。）在SATA規格的導入上似乎并不是那麼的有必要。UMPC本身也不可能具備磁盤陣列的支持能力，唯一可能發揮SATA威力的應用方式，就是利用連結埠分享器連接多台外部儲存裝置。
傳統機械式硬盤的缺點在UMPC上一覽無遺，不但功耗大，速度慢，容量增長速度也不快，因此異軍突起的固态盤（SSD）就有可能成為SATA帶寬推廣上的助力。不過換個角度想，UMPC上也有可能内建Express Card界面，與SATA相較起來，Express Card在規格上的拓展、速度表現以及連接方式來看，其實要比SATA更居優勢。在未來的兩三年内，SSD的售價與容量仍然無法被一般消費者所接受，傳統微型硬盤還有其生存空間，因此SATA與Express Card在這方面的競争其實還是未定之數。
下一階段的SATA3.0
SATA 3.0最大的改進之處，就是将總線最大傳輸帶寬提升到6Gbps之譜，如此一來大幅提升了連結埠分享器與連接器的應用空間，在具備對大容量與高速傳輸需求的外接應用中，可以發揮其長處。而具備更佳耐性的連接測試也在進行之中，不過截至目前為止，其詳細内容還不明确，不過以其超大的帶寬現來看，其實已經超出了一般消費性應用的範圍，而偏重于特定的專業應用，市場也小了許多。
機械式硬盤在未來很長的一段時間之内仍将繼續存在，其傳輸速度的增長也将維持現有的幅度，因此硬件廠商勢必要研發出更多種不同連接方式，才能有效消耗掉這些龐大的帶寬，讓消費者能夠更直接的感受到數字增加所帶來的好處，而不是隻能着重于書面規格的宣傳，無法帶給用戶在相關應用上的效益。
操作方法
（以下方法均為光盤啟動模式）
1、 一個SATA硬盤挂在SATA1接口，一個CDROM挂在PRIMARY IDE接口（設為主盤）：
a) 開機進入BIOS設定，在MAIN菜單中選中IDE Configuration
b) 将Onboard IDE Operate Mode改為Compatible Mode
c) 在[Enhanced Mode Support On]中選擇[Primary P-ATA+S-ATA]
d) 重啟進入BIOS後，你會發現在MAIN菜單中隻有4個IDE設備了，[Primary IDE MASTER]為[CDROM]，[Primary IDE Slave]為[NONE]，[Secondary IDE Master]為[IDE DISK]（你的硬盤的型号），[[Secondary IDE Slave]為[NONE]
e) 用光盤啟動進入DOS後，運行GHOST就可以了
2、 一個SATA硬盤挂在SATA1接口，一個CDROM挂在SECONDARY IDE接口：
隻要将上面第三步中的[Primary P-ATA+S-ATA]改為[Secondary P-ATA+S-ATA]，就可以了，此時系統會将SATA1和SATA2設備當作[Primary IDE Master]和[Primary IDE Slave]。
3、 如果你使用了支持SATA的主闆，但沒有使用SATA設備時，有些主闆BIOS還是默認打開了SATA通道的，此時要使用GHOST來備份系統也會導緻黑屏，所以我們也需要在BIOS裡面設置一下，來屏蔽掉SATA通道，還是在第一種情況下的第三步中，将[Primary P-ATA+S-ATA]改為[P-ATA Ports Only]，此時系統将屏蔽掉SATA設備，你可以将它做為普通的沒有SATA設備的主闆使用了。順便提提，使用GHOST2003可以直接認NTFS格式的硬盤，做W2K的備份時方便多了。
ESATA
External Serial ATA的略稱，是為面向外接驅動器而制定的Serial ATA 1.0a的擴展規格。雖然規模比較小，但已經有相對應的産品在市面流通。
為了防止誤接，eSATA的接口形狀與SATA的接口形狀是不一樣的。 連接線的最大長度為2m。 支持熱插拔。 傳輸速度可以達到現在主流的USB2.0的傳輸速度的2倍以上。
mSATA
mSATA接口是标準SATA的迷你版本，通過mini PCI-E界面傳輸信号，傳輸速度支持1.5Gbps、3Gbps、6Gbps三種模式。
msata是SATA協會(Serial ATA International Organization;SATA-IO)開發的新的mini-SATA(mSATA)接口控制器的産品規範，新的控制器可以讓 SATA技術整合在小尺寸的裝置上。同時mSATA将提供跟目前SATA接口标準一樣的速度和可靠度，提供小尺寸CE産品(如Notebooks/ Netbook)的系統開發商和制造商更高效能和符合經濟效益的儲存方案。由于mSATA MINI PCI-E SSD體積小巧，越來越多筆記本産品開始使用這種接口的筆記本硬盤，如聯想的E220s、E420s 、E430、Y460、Y560、K26，Dell的M4500、M6400/M6500 以及Fusion Garage JOOJOO等産品，基于mSATA MINI PCI-E SSD的流行趨勢。
