1. 개요2. 종류
2.1. ATA (PATA)
3. 관련 문서2.1.1. pre-ATA (IDE)2.1.2. ATA-1 (IDE)2.1.3. ATA-2 (E-IDE) 2.1.4. ATA-3 (E-IDE)2.1.5. ATA/ATAPI-4 (Ultra ATA/33)2.1.6. ATA/ATAPI-5 (Ultra ATA/66)2.1.7. ATA/ATAPI-6 (Ultra ATA/100)
2.2. SATA2.2.1. SATA Revision 1.0 (SATA 1.5Gbps, ATA/ATAPI-7, Ultra ATA/133)2.2.2. SATA Revision 2.0 (SATA 3Gbps)2.2.3. SATA Revision 3.0 (SATA 6Gbps)
2.3. 기타 규격2.2.3.1. SATA Revision 3.12.2.3.2. SATA Revision 3.22.2.3.3. SATA Revision 3.32.2.3.4. SATA Revision 3.42.2.3.5. SATA Revision 3.5
2.2.4. eSATA2.2.5. mSATA (M.1)2.2.6. SATA Express2.2.7. U.22.2.8.
M.22.3.1. Port Multiplier
1. 개요
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| 구식 PATA(IDE) | 현행 SATA |
Advanced Technology Attachment(고급 기술 결합)는 1986년 IDE(Integrated Drive Electronics)의 규격으로 시작된 표준화 명칭이다. IBM-PC와 그 호환 기종에서 하드디스크와 ODD, SSD 등과 같은 보조 기억 장치를 연결하기 위한 인터페이스 규격이다. PATA나 SATA 같은 인터페이스가 모두 이 표준 규격 안에 들어가 있다. 현재 기술 표준을 정하는 기구는 Serial ATA International Organization이다.
참고로 공식적으로는 SATA1, 2, 3 혹은 Gen1, 2, 3이라는 명칭을 사용하지 말고, SATA Revision 1.0, 2.0, 3.0이나 1.5Gb/s, 3Gb/s, 6Gb/s라는 명칭을 사용하라고 권고하고 있다. #
케이블은 과거에는 넓적한 40핀짜리 병렬 케이블을 사용했다. 병렬 케이블이기 때문에 선도 40개나 되었다. 처음 등장할 때의 기술력으로는 직렬 전송보다 병렬 전송이 빨랐기 때문이다. 그러나 병렬 전송은 전송 신호 간의 간섭이 발생하는 문제가 있었다. 속도가 느렸던 초반에는 큰 문제가 없었지만 인터페이스의 속도가 갈수록 빨라지면서 이 문제가 심화되었다. 궁여지책으로 사이사이에 Ground 역할을 하는 선을 추가하여 80선짜리 병렬 케이블을 표준화 했지만 이번에는 선이 너무 가늘어지는 나머지 고장이 잘 나는 부품이 되었다. 케이블 플러그에 별도의 손잡이가 없는데다 소켓이 상당히 빡빡해서 플러그만 잡고 뽑는 것은 거의 불가능했고, 십중팔구 선을 같이 당기면서 뽑아야 했는데 이 과정에서 선이 내부적으로 끊기는 일이 많았다. 결국 직렬 전송을 채택한 새로운 규격인 SATA가 나오면서 이 병렬 케이블은 도태되었다.
SATA 규격의 버전이 나뉘는 만큼, SATA 케이블 구입 시 헷갈리는 일반소비자를 위한 팁이 있다. 보통 신형 하드디스크나 SSD를 구입·장착할 때 케이블도 SATA1, 2 말고 SATA3 케이블을 사야 한다는 식으로 이야기 하는 판매자들이 있는데, 보통 이런 판매자는 컴맹 혹은 용팔이를 의심해봐야 한다. 왜냐하면 SATA의 규격과 전송속도는 메인보드와 보조 기억장치에 달린 '포트' 버전에 의해 나뉘는 것이지, 케이블 버전은 아무 상관 없다(실험 결과). 즉, 일반적인 SATA 케이블은 다 동일한 케이블이다. [1] 하드나 SSD 살 때 SATA 케이블을 최신 케이블이라며 과도하게 비싸게 따로 판다면, 컴맹이든 용팔이든 좋을 거 없으므로 그냥 그 가게는 곱게 빠져나오자. SATA 케이블은 단가가 몇 백 원 단위로 정말 저렴하다. 혹시 SATA 케이블이 없더라도 메인보드 박스를 뒤져보면 여분으로 최대 4개의 SATA 케이블이 들어있고, 없다 해도 대형마트 컴퓨터 케이블 칸에 가보면 있으니 걱정하지 말 것. 2020년 들어서는 M.2 단자를 많이 쓰기 때문에 보드 상자에 1~2개만 넣어주는 경우가 많다. 단, SATA2 규격까지는 그럭저럭이지만 너무 싸구려 케이블을 사용한다면 고속 송수신을 지원하는 SATA3의 경우, 노이즈로 인한 데이터 전송 문제가 생길 수 있다. 따라서 적어도 접지선이 4가닥 (송신 두가닥 수신 두가닥)인 케이블을 사용하자.
메인보드를 고를 때 단자 개수와 모양을 잘 봐야 한다. 게임용 보드는 그래픽 카드에 단자가 가려질 경우를 고려해 메인보드에 수평 방향으로 단자를 탑재하지만 저가형 보드는 수직으로 내려꽂히는 형태의 단자만 4개 탑재하는 게 일반적이다. ㄱ자 SATA 케이블을 쓰면 되지만 단자가 한 곳에 4개 모여있는 보드일 경우 결국 간섭이 일어난다. 중고급 보드는 6~8개의 단자를 탑재하며, 메인보드 칩셋의 한계 때문에 10개 이상은 정말 드물다. PCIe 카드를 사용하며 개수를 늘리는 것도 가능하지만 부팅 속도가 느려지는 것부터 너무 싸구려를 사용했을 때 연결된 부품 손상 등 크고 작은 오류가 일어날 수 있다. 그러니 처음에 싸게 맞추고 업그레이드하려는 사람이라면 보드의 제원을 세심히 보자.
NVMe가 대중화되고 나서는 주 드라이브용 단자의 위상을 넘겨주게 되었다. 특정 보드는 원가절감 때문에 NVMe에 드라이브를 꽂으면 SATA나 PCIe 단자가 비활성화 되는 경우가 있으므로 이 또한 보드 제원을 잘 읽어 봐야 한다.
Windows Vista부터 SATA AHCI를 네이티브로 지원한다. 이전 버전은 설치 과정에서 AHCI로 설정한 SATA 컨트롤러에 연결된 하드디스크를 인식하지 않아 0x0000007B 블루스크린이 발생한다. 이때의 해결책은 설치본에 SATA 드라이버를 넣는 것이다. 만약 SATA 컨트롤러를 IDE 호환 모드로 설정했다면 SATA 하드에 윈도우 98을 설치하는 것도 가능하다. #
2. 종류
2.1. ATA (PATA)
데이터를 병렬로 전송하는 초기의 ATA 인터페이스. SATA 규격이 나온 이후 구분을 위해 병렬 ATA(Parallel ATA, PATA)라고도 불린다.2.1.1. pre-ATA (IDE)
1986년에 개발된 표준화 되기 전의 규격으로, 22비트 LBA를 사용하여 하드디스크 크기는 2.1GB까지 지원하였다. 전송 방식은 PIO 0만 사용, 속도는 3.3MB/s 정도였다.[2] 표준화 되면서 ATA-1로 넘어갔다.2.1.2. ATA-1 (IDE)
1991년에 처음 지정된 첫 표준 규격으로, 보통 IDE라고 하면 이 규격을 말한다. 80486 세대까지 긴 세월 동안 쓰인 규격으로, 28비트 LBA를 사용하면서 하드디스크 크기를 137GB까지 지원했다. 이 때의 규격은 40핀 단자와 40선 병렬 케이블을 사용했으며, 해당 케이블은 리본 케이블이라는 명칭으로 많이 불렸다. 하드디스크 이외의 장치는 연결할 수 없었다. 그 이유는 등장 시 CD-ROM이 일반화되기 이전이었고, SCSI 또는 사운드 카드에 연결하는 형태가 일반적이었다. 이 당시 사운드 카드는 멀티미디어 PC의 붐으로 인하여 CD-ROM용 IDE 컨트롤러를 같이 내장하는 일이 많았다.전송 방식도 다양화하여 PIO 0, 1, 2와 Single-word DMA 0, 1, 2/Multiword DMA 0을 지원했다. 최고 속도는 8.3MB/s.[3]
원래 처음에는 슬롯은 기본으로 1개만 지원했고, 별도의 인터페이스 카드를 꽂으면 확장이 가능했다. 1개의 슬롯에는 마스터와 슬레이브로 2개의 하드디스크를 연결할 수 있었다. 이후 슬롯을 한 개 더 지원해 최대 4개까지의 하드디스크가 장착 가능해졌다. 이때 슬롯 명칭이 프라이머리(Primary)와 세컨더리(Secondary)로 나눠졌다.
2.1.3. ATA-2 (E-IDE)
1994년에 처음 지정되었다. E-IDE(Enhanced IDE)라고 명명된 방식으로, 향상된 IDE라는 뜻이다. 고속 IDE라든가 고속 ATA라는 명칭으로도 많이 불렸다. 이때의 전송 방식은 PIO 3, 4와 Multiword DMA 1, 2를 지원했다. 최고 속도는 16.6MB/s. 펜티엄으로 넘어오면서 대세가 되었다.2.1.4. ATA-3 (E-IDE)
1995년 2월에 처음 지정되었다. 이때부터 S.M.A.R.T가 들어갔다. 속도에는 변함이 없었고, 보안성이 개선된 버전.2.1.5. ATA/ATAPI-4 (Ultra ATA/33)
1996년 2월에 처음 지정되었다. 드디어 IDE 슬롯에 하드디스크 이외의 CD-ROM을 비롯한 ODD 장비 등 보조 기억 장치를 연결할 수 있게 되었다. 이전에도 비표준으로 지원하긴 했었다. 이때부터 ATAPI라는 글자가 붙는데, 이것이 하드디스크 이외의 보조 기억 장치 인터페이스 표준을 정의한다.전송 방식도 달라져, Ultra DMA 0, 1, 2를 지원했다. 최대 속도가 33MB/s로[4]올라갔으므로 이 표준을 Ultra ATA/33이라고도 부른다.
2.1.6. ATA/ATAPI-5 (Ultra ATA/66)
1998년 8월에 처음 지정되었다. 이때부터 케이블이 80선으로 바뀐다. 40선 케이블에서 발생하는 신호 간섭을 줄이기 위해 선 사이사이에 접지(Ground) 역할을 하는 선을 추가했다. 이 때문에 빠른 속도가 가능했지만, 선이 너무 많고 가늘어지는 바람에 고장이 잘 나는 부품이 되었다. 따라서 넓적한 리본 케이블이 아닌 둥근 라운드 케이블이 이 때 등장한다. 물론 이 라운드 케이블은 비규격이었으므로 신호 간섭에는 취약한 편이었다.전송 방식은 Ultra DMA 3, 4까지 지원. 최대 속도가 66MB/s로[5] 올라가 Ultra ATA/66이라고도 부른다.
ATA66형 하드가 나왔지만 당시에는 ATA33까지 속도를 낼 수 있는 440BX 칩셋 메인보드를 주로 사용했다. ATA66의 진정한 속도를 느끼려면 SCSI 같이 컨트롤러를 따로 끼워야 했다. 이유인 즉슨 인텔이 RDRAM과 함께 주구장창 밀었던 i820의 대참패 때문이었다. 당시 PC133 SDRAM+4X AGP+ATA66이 가능한 메인보드는 VIA 694X밖에 없었고, 인텔은 ATA66은 커녕 PC133 SDRAM을 꽂을 수 있는 메인보드가 AGP가 없는 i810E밖에 없었다. 이로 인해 1999년부터 2000년대 초반까지는 인텔이 VIA에게 강공을 당한 시기이기도 하다. 결국 인텔은 두 손 들고 i820 SDRAM MTH 버전을 전량 회수했고, i810E를 좀 고쳐서 i815를 부랴부랴 만들었다.
2.1.7. ATA/ATAPI-6 (Ultra ATA/100)
2000년 4월에 처음 지정되었다. 이 때부터 48비트 LBA를 사용하여 최대 용량 137GB의 벽이 깨진다. 허나 ATA/ATAPI-6 표준이 제대로 반영되기 이전인 2000년대 초반에 137GB를 넘는 하드디스크가 이미 등장하면서 용량 인식이 전부 되지 않는 문제는 이 표준이 아직 적용되지 않은 PC와 OS 때문이었다. 이후 이 규격을 지원하는 메인보드가 속속 나왔고, OS는 업데이트를 통해 해결되었다. 대표적으로 Windows 2000 서비스 팩 3, XP 서비스팩 1에서 지원되었다.전송 방식도 Ultra DMA 5를 지원, 최대 속도는 100MB/s에 도달했으며,[6] 실제 속도는 동급 최고속 제품이 80MB/s에 달했다. 이 때문에 Ultra ATA/100으로도 불린다.
2.2. SATA
데이터를 직렬로 전송하는 현행 방식. Serial ATA.2.2.1. SATA Revision 1.0 (SATA 1.5Gbps, ATA/ATAPI-7, Ultra ATA/133)
2000년 8월에 처음 소개된 후 2001년 11월에 처음 발표된 규격으로, 초기에는 그냥 SATA로 불렸지만, 후속 세대와 구분하기 위해서 보통 SATA1이라고 부른다.2003년 1월, SATA 규격의 제품이 나오기 직전에 첫 개정판인 Revision 1.0a가 발표되었고, 이때에 이르러서 SATA 케이블이라고 부르는 얇고 빨간 직렬 전송 케이블이 등장한다. 80선짜리 리본 케이블이 고장 나기 쉬운 데다가 병렬 방식의 단점인 신호 간섭으로 속도 향상이 어렵기에 등장하게 되었다. SATA가 등장하면서 병렬 케이블 방식의 이름이 PATA(Parallel ATA)라고 변경되었다.
전송 방식은 Ultra DMA 6을 지원한다. 이에 따라 PATA는 133MB/s까지, SATA는 150MB/s(8b/10b 인코딩을 사용함[7])까지 지원하게 되었다.[8] ODD만 사용한다면 이 이상의 규격은 그다지 의미가 없다. 다만 하드디스크는 해당 표준인 ATA/ATAPI-7의 실제 대역폭이 사우스브릿지의 ATA 컨트롤러에 따라 다소 차이는 있지만 90~100MB/s 정도였다. 최대 80MB/s까지 도달했던 ATA/ATAPI-6 시절보다 10~20% 향상된 속도였던 셈. 대략 2007년 이후 출시된 SATA2 하드디스크는 SATA1 전용 컨트롤러나 메인보드에서 성능 강하를 보일 수 있다. 2010년에 출시된 하드디스크의 초기 시퀀셜이 이미 150MB/s를 돌파했다.
커넥터에 금속 잠금 기능이 없는 SATA 케이블을 사용하면 자꾸 케이블이 빠지는 경험을 할 수가 있다. 잠금 기능이 있는 SATA 케이블은 천 원 정도에 살 수 있다. 그리고 케이블이 안 꼽힐 때는 무조건 힘으로 넣으려 하지 말고, 꼽는 방향이 맞는지 살펴보자. 방향이 맞으면 쉽게 들어간다. 끼우는 방향이 다를 때 너무 힘을 주면 플라스틱으로 된 커넥터가 의외로 약해 금이 가거나 심하면 부서지기도 한다.
반대로 금속 잠금 기능이 있는 SATA 케이블을 사용하여 장기간 사용하다가 메인보드나 저장장치와 연결을 해제해야 하는 경우가 있는데 문제는 메인보드나 저장장치가 장기간의 사용으로 노후화가 되어 플라스틱으로 된 커넥터가 약해져 분리 과정 중에 SATA 케이블이 분리가 잘 안되는것도 문제이지만 심한 경우에는 커넥터가 손상되는 경우도 있다.
그래서 일부에서는 금속 잠금 기능이 없는 SATA 케이블을 새로 구매하여 재장착하는 경우도 있다. 그럴수 밖에 없는게 잠금 기능이 있는 SATA 케이블을 사용하다 분리 과정 중 커넥터가 손상되면 메인보드나 저장장치를 수리하는 비용이 들어가며 일부 제조사에서는 커넥터가 손상된 경우 수리를 아예 거부하여 부품을 구매하여 교체하는 비용이 들어간다.
그런데 금속 잠금 기능이 없는 SATA 케이블은 잠금 기능이 있는 SATA 케이블에 비해 잘 빠지더라도 커넥터가 손상될 가능성이 비교적 적어 부품 수리나 교체 비용보다 저렴하게 금속 잠금 기능이 없는 새 SATA 케이블을 구매하여 사용이 가능하다. 실제로 가격의 경우 2023년 기준으로 메인보드는 구형 H61 메인보드도 배송비를 제외해도 1만원이 넘는 경우가 많은 편이지만 SATA 케이블은 배송비를 포함해도 5천원 이하가 많으며 배송비를 제외할 경우 1천원 이내도 많다.
SATA 케이블을 보기 좋게 선정리 한다고 케이블을 돼지 꼬리처럼 돌돌 말아 놓기도 한다. 그러나 내부 단선으로 인한 오류나 합선 등이 일어날 가능성이 있기에 추천하지 않는다. 있는 대로 꽉꽉 접어 케이블 타이 따위로 동여 매는 일도 절대 하지 말도록 하자. 모든 케이블 종류에 180도 꺾어 접는 것은 좋지 않다. 넓은 지름으로 둥글게 말아서 살짝 묶어 주는 정도가 좋다. 미관을 위해서라면 기존의 납작한 SATA 케이블이 아닌 라운드 케이블 구매를 고려하자.
2.2.2. SATA Revision 2.0 (SATA 3Gbps)
2004년 4월에 발표된 규격으로, 보통 SATA2라는 이명으로 불린다. SATA 1.5Gbps의 2배인 3Gbps(300MB/s, 이전과 마찬가지로 8b/10b 인코딩 사용)[9]를 지원한다. 상당수의 하드디스크와 메인보드가 지원하며, HDD의 속도 향상 한계로 인해 향후 몇 년간 더 사용되리라 보인다. SSD에 SATA2로 연결하면 대부분 속도 상한에 걸려 제 성능을 내지 못하게 된다. 물론 최고속도보다도 랜덤 액세스에서 HDD를 압살하는 SSD의 특성 상 체감속도는 SATA1 환경일지라도 보통 HDD보다는 훨씬 빠르다.2005년 4월에 첫 번째 개정판인 Revision 2.5가, 2007년 2월에 두 번째 개정판인 Revision 2.6이 발표되었다. 1.8인치 소형 사이즈에 맞는 마이크로 커넥터가 이때 표준화되었다.
2.2.3. SATA Revision 3.0 (SATA 6Gbps)
2008년 7월에 처음 소개되었다가 2009년 5월 말에 최종 발표된 규격으로, 보통 SATA3라는 이명으로 불린다. SATA 3Gbps의 2배인 6Gbps(600MB/s)[10]를 지원하는 규격으로, SAS와 호환성이 있다. 2009년 말에 SATA3 지원 제품이 하나 둘씩 출시되고, 2010년에 네이티브 SATA3 지원 메인보드가 AMD 800 시리즈 상위 칩셋부터 먼저 지원되었다. 이후 2011년부터 인텔도 중고급형 메인보드부터 SATA3을 지원하면서 2018년 시점에서는 대부분의 HDD가 이 규격을 지원한다. HDD 자체의 구조적인 한계로 인해 속도가 낮아 SSD 만큼의 속도 차이는 나지 않는다. 일반 HDD의 최대 시퀀셜은 200MB/s 내외 수준으로, 캐시를 통하지 않는다면 SATA2로도 충분하다.현재까지 대부분 사용 중이며 현존하는 거의 모든 SSD는 SATA3 이상이어야만 온전한 효율을 낼 수 있다. 2018년 시점에서 생산되는 대부분의 메인보드에서 기본적으로 지원하는 규격이나 2000년대 말-2010년대 초까지 출시된 제품들은 SATA2만 지원하거나 일부 포트만 SATA3을 지원하는 보드가 많으니 메인보드 구입 시 지원 여부를 확인해야 한다. 일부 고성능 SSD들은 이 규격의 대역폭의 속도 한계에 부딪쳐서 PCI-Express를 이용하는 NVMe 규격으로 갈아탔다. SSD가 개발되기 전 기계식 저장 장치에 맞춰 설계된 AHCI의 한계를 극복하려고 하는 시도이다.
2.2.3.1. SATA Revision 3.1
2011년 7월에 발표된 규격으로 mSATA, PCI Express Mini 등의 규격과 제로 파워 광학 디스크 드라이브 등 Idle 소비 전력 개선, TRIM, 전원 관리, 하드웨어 제어 기능, USM 등을 추가로 지원한다.2.2.3.2. SATA Revision 3.2
2013년 8월에 발표된 규격으로 SATA Express, SATA M.2, microSSD 등을 지원하기 위한 규격이다.2.2.3.3. SATA Revision 3.3
2016년 2월에 발표된 규격으로 HDD의 SMR 쓰기 기능을 최적화 하였다.2.2.3.4. SATA Revision 3.4
2018년 8월에 발표된 규격으로 대역폭에 영향 없이 하드 상태를 점검하거나 호환성 향상, 중요 캐시 데이터를 미디어에 기록하는 기능 등이 추가되었다.2.2.3.5. SATA Revision 3.5
2020년 7월 15일에 발표된 규격으로 Gen 3 PHY 들의 타 I/O 측정 솔루션과의 사용성 개선, 장치의 읽기 순서를 재배치하는 NCQ의 순서를 호스트에서 직접 지정할 수 있으며, 명령 처리 시간 제한 기능으로 레이턴시를 감소시킬 수 있는 기능이 추가되었다.2.2.4. eSATA
2004년에 발표된 규격으로 SATA를 USB처럼 간편하고 외부에서 쓸 수 있게 만들어진 버전. USB 외장 하드와는 다르게 별도의 신호 변환 과정 없이 SATA 버스에 직결할 수 있다. 그냥 SATA 커넥터 일자로 펴고 핫 플러깅만 지원하는 물건이라 보면 된다. 이 외에도 외장형이라는 인터페이스 특성 상 사용 가능한 신호 전압 등 범위가 넓으나, 현실은 메인보드 내장 SATA를 eSATA로 바꿔 주는 브래킷을 쓰면 된다. 위의 일반 SATA와 전기적 규격이 같다 보니, SATA1 때는 150MB/s, SATA2는 300MB/s, 현재 SATA3에서는 600MB/s의 전송 속도를 지원한다.
많은 보드들이 지원했지만 전원 공급 방법이 애매하여 개인용으로는 드물게 사용된다. 외장하드의 주류인 2.5인치에서는 거의 사용되지 않고, 별도의 전원 어댑터가 있는 3.5인치 외장하드 케이스에서 주로 지원한다. e-SATA와 USB를 한 포트에서 동시에 사용 가능함과 동시에 전원을 자체 공급하는 eSATAp라는 포트도 있는데, 주로 노트북에서 사용되었으며 USB-IF, SATA-IO 둘 다 공식적인 표준으로는 인정하고 있지 않다.
전송 속도가 30~40 MB/s밖에 안 되었던 USB 2.0이 주류였던 시절에는 조금 각광을 받았지만, 속도가 약 10배 가량 향상된 USB 3.0이 나오면서 사장되었다.
2.2.5. mSATA (M.1)
2009년 9월에 발표된 노트북 등 소형 기기를 위한 포트이다. 대략 2014년, 정확히는 초기 하스웰 노트북까지[11] 주류로 사용되었던 커넥터 규격으로, 커넥터 모양은 무선랜 카드를 장착하는 데 사용하는 miniPCIe와 동일하지만 전기적으로 호환되지 않는다. [12] mSATA가 등장하기 전까지 PCIe 타입 SSD가 여러 종류 있었는데, 모양은 miniPCIe라 하더라도 서로 호환되지 않는 경우가 비일비재했다. 이 시절 노트북을 입수했는데 추가 용량을 달고 싶다면 차라리 miniPCIe규격의 SD카드리더를 구하는 게 속 편하다.
노트북의 보조 기억장치로 사용되었지만, 2020년 현재 사장된 단자이고, 모두 M.2 단자로 넘어가버렸다. 굳이 이 단자를 사용하는 신품 SSD를 구하고 싶다면, 현재 Transcend 등 극소수 생산중인 회사의 제품을 구매하거나 외장SSD를 구매 후 SSD만 적출하는 방법이 있다. 후자를 사용하려는 경우 외장 SSD내의 단자정보를 필수적으로 알아야 한다,
2.2.6. SATA Express
2011년에 처음 소개되어 2013년에 최종 발표된 기존 SATA 3의 속도 제한을 넘어서기 위한 새 규격. SATA Revision 3.2 규격의 일부로, 이름에서 볼 수 있듯이 PCI-Express의 기술을 접목하여 고속 통신을 구현한다. 기존 SATA 드라이브와의 호환성도 유지하며, 규격 상 최대 속도는 16Gbps(1969MB/s, SATA 3까지 사용하였던 8b/10b 인코딩 대신 128b/130b를 사용함)[14]에 이른다. 2014년 인텔 9 시리즈(Z97, H97, X99) 칩셋 기반의 메인보드부터 지원하기 시작했으나 현재 출시된 제품들은 아직 최대 8Gbps까지만 지원하는 듯. AMD 제품은 2017년 라이젠 시리즈와 함께 발표된 300 시리즈 칩셋의 메인보드부터 지원하기 시작했다.
메인보드(호스트) 쪽 포트 구조가 특이하다. 2개의 SATA 포트 왼쪽에 조그마한 포트가 하나 추가된 형태다. 이 3개의 포트들이 하나의 SATA Express 포트를 이룬다. 그래서 SATA Express 드라이브를 이용할 때는 이 3개의 포트를 모두 이용하며, 기존의 SATA 드라이브를 이용할 때는 SATA 포트 중 하나에 연결하여 한 SATA Express 포트 당 총 2대의 SATA 드라이브를 이용할 수도 있다.
그러나 특유의 구조로 인해 포트가 넓적해진 탓에 그리 많이 쓰이진 않았고 차세대 포트[15] 규격인 M.2로 넘어갔다. 이건 현재 중급 이상 SSD에서 널리 쓰이고 있다. 자세한 내용은 M.2문서 참조.
2.2.7. U.2
2011년 12월에 발표된 SFF-8639로도 알려졌던 규격으로, 최대 PCIe 4레인과 SATA 2레인을 사용한다. 기업용으로 주로 사용되기 때문에 일반 사용자들에겐 구경하기 힘든 규격이기도 하다.
M.2가 상용화되기 이전 인텔 하스웰 프로세서 및 스카이레이크 시절 일부 고가의 메인보드에 SATA포트 옆에 U.2 포트가 있는 경우가 있었다. 당시에 M.2가 지금처럼 상용화되기 이전이었고 SATA의 느린 속도에 비해 U.2는 빨랐기에 일부 극소수의 개인 사용자가 사용한 것으로 보인다.
2.2.8. M.2
2013년에 발표된 커넥터 규격으로, 커넥터 규격이기 때문에 SATA에 사용된 AHCI, PCIe를 이용하는 NVMe 등 여러 규격들이 사용되는 커넥터 규격이기도 하다. M 키와 B 키라는 슬롯과 장치 양쪽에 모두 있는 키를 가진다. B 키가 뚫렸으면 SATA 호환 규격이고, M 키가 뚫렸으면 PCIe만 지원하지만 CPU와 버스가 직결되어 빠르다. 둘 다 뚫린 경우도 있어서 양쪽 다 지원하기도 한다. 키홈을 볼 때는 암, 수 둘 다 확인하여야 한다. 물론 수의 키가 다 뚫려있으면 상관없다. 2013년 9월에 SATA M.2 규격이 먼저 발표된 후, 동년 12월에 PCIe를 이용하는 SATA-Express M.2와 NVMe M.2 규격도 발표되었다.
2.3. 기타 규격
2.3.1. Port Multiplier
SATA Port MultiplierSATA 규격부터 도입 된 기능. 한개의 SATA 채널을 여러 채널로 나눠 준다.
같은 역할을 하는 SAS 익스펜더 기능과 달리 이 기능의 탑재는 SATA 컨트롤러의 필수가 아닌 옵션 기능이라 SATA 컨트롤러가 해당 기능을 지원하지 않을 수 있다. 이 경우 멀티플라이어 백플레인에 연결해도 첫번째 장치만 인식이 가능하다.
이 기능은 어디까지나 포트의 스위칭 기능만 하는 것으로 최대 대역폭은 호스트 버스의 대역폭으로 제한된다.
3. 관련 문서
[1]
HDMI 케이블과 대비되는 점이다.
HDMI 연결규격은 핀 연결 숫자에 따라 스탠다드와 하이 스피드 규격이 있다. 아마도 판매자들이 SATA 케이블에도 이 점이 적용되겠거니 착각을 했거나, 아니면 아무것도 모르는 소비자에게 차이가 있다고 현혹시켜서 강매하였을 것.
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1GB의 용량을 가진 파일을 전송하기까지 약 5분, 이 규격이 지원하는 최대 용량인 2.1GB의 경우 약 11분이나 걸린다. 2019년 기준으로는 더 이상 쓸 수 없을 정도로 극도로 느려터졌지만, 당시에는 압도적으로 빠른 전송 속도를 자랑했다. 전술했듯 이 규격은 1980년대에 개발되었기 때문이다. PC의 개념이 막 태동하던 그 시기이고 플로피 디스크가 한창일 때였다.
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1GB의 용량을 가진 파일을 전송하기까지 약 2분 정도를 필요로 할 정도로 전작보다는 확실히 빨라졌다. 하지만 2019년 기준으로는 환장할 정도로 느려터진 전송 속도를 자랑한다.
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1GB의 용량을 가진 파일을 전송하기까지 고작 30초, 2GB의 용량을 가진 파일은 그 두배인 약 1분의 시간을 필요로 할 정도로 압도적으로 빨라졌다. 허나 2019년 기준으로는 오래된 시스템을 탑재한 가정용에서조차 환장할 정도로 느려터졌다고 느낀다. 그러나 이건 시스템 디스크로 사용할 때의 이야기이고, USB 2.0 외장하드로 쓰기엔 충분하다.
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1GB의 용량을 가진 파일을 전송하기까지 약 15초를 필요로 할 정도로 대단히 빨라졌다. 2019년 기준으로는 오래된 시스템(Windows 2000 또는 XP)을 탑재한 가정용에서나 무난한 수준이다.
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1GB의 용량을 가진 파일의 경우 전송 시간이 고작 10초를 필요로 하고, 5GB의 용량을 가진 파일은 약 51초 정도를 필요로 할 정도로 1996년의 규격 대비 3배나 높아진 전송 속도를 자랑했지만, 2019년 기준으로는 가정용, 특히 오래된 시스템을 탑재한 가정용에서나 무난하다고 느껴질 정도로 체감 속도가 매우 느려졌다.
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10비트로 1바이트를 표현하기 때문에 속도면에서 손실이 발생하지만, 데이터 안정성은 증가한다.
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PATA 방식의 경우 1GB의 용량을 가진 파일을 전송하기까지 약 7.7초, 5GB의 용량을 가진 파일의 경우 약 38.5초가 걸린다. SATA 방식의 경우 1GB의 용량을 가진 파일을 전송하기까지 약 6.8초, 5GB의 용량를 가진 파일의 경우 약 34.1초가 걸릴 정도로 전작보다 최고 50% 정도로 더 빨라졌다. 2019년 기준으로는 일반적인 가정용에서나 무난하다고 할 정도로 그렇게 빠르지 않은 전송 속도를 보여준다.
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1GB 크기의 파일을 전송하는 데 약 3.3초, 10GB의 경우 약 34초만에 전송이 완료될 정도로 매우 빨라졌다. 그러나 가정용이나 사무용에서나 무난하며, 전문가용으로는 약간 느린 감이 있다. 사실 전문가라면 속도 때문에 SSD 여러 개를 RAID 0으로 묶어 사용하기도 하고, 메모리도 굉장히 많이 다는 경우가 많다.
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1GB급 파일 전송에 약 1.6초가 걸리고, 10GB에는 16.6초 정도로 전작 대비 2배나 더 빨라졌다. 2022년 기준 가정용 및 사무용에서도 결코 나쁘지 않은 속도다.
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클럭이 100MHz 상승한 (4200U의 리프레시 버전인 4210U 등) 후기형 CPU를 채택한 모델은 대부분 M.2 SATA로 전환됨
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정확히는 Key 위치가 반대로 되어있다.(mPCIe가 왼쪽에, mSATA는 오른쪽에 Key가 위치해 있다.) 따라서 정방향으로는 장착 자체가 안 된다.
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한번 사면 오래 쓰는 산업용 기기 때문에 극소수 생산중인 회사가 있긴 하지만 일반 SATA나 m.2에 비해 가성비가 엄청나게 떨어지고 그 또한 일정 용량 이상은 구하기가 매우 어렵다. 오죽 하면 해외에서는 일반 SATA SSD를 분해하여 SSD의 SATA 단자와 본체의 mSATA 단자를 케이블로 납땜하여 사용할 정도이다. 외장 SSD의 경우도 최근에는 거의 전무 M.2다. 산업용 기기가 아닌 일반 노트북이 mSATA 전용이면 차라리 노트북을 포기한다. 이미 출시된지 6~7년이 넘은 모델이니.
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1GB급 파일은 0.5초로 사실상 클릭한 그 즉시 전송이 끝나고, 10GB급 파일은 5.1초, 30GB급 파일은 15.2초만에 전송이 끝난다. 2022년 기준 가정용 및 사무용에서는 굉장히 빠른 속도고 전문가용에도 제법 빠른 수준이다.
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M.2는 SATA말고도 NVMe등 다른 규격으로 사용할 수 있다.