電腦中SATA數據線與其他數據線的區別

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如果你正在組裝或升級電腦，遲早會遇到以下情況： SATA 線與傳統資料線 連接硬碟和其他裝置到主機板的線纜。乍一看它們似乎都一樣，但實際上卻有很多不同之處：類型、版本、用途、相容性、限制…甚至還有一些技術已經過時。

接下來您將看到詳細資訊。 SATA究竟是什麼？它與其他數據線有何不同？有哪些類型的連接器和電纜（內部和外部），不同世代的產品速度如何，它們與更現代的介面相比如何，以及為什麼有人說“SATA 時代即將結束”，儘管它還有很長的路要走。

什麼是SATA？它與其他數據線有何不同？

SATA 標準，是 SATA 的縮寫。 串行高級技術附件它是一種串行資料傳輸接口，用於將主機板連接到儲存設備，例如機械硬碟 (HDD)、固態硬碟 (SSD)、CD/DVD/藍光讀寫器和其他高性能週邊設備。

與舊式的 PATA 或 IDE 不同，它們使用 40條或80條導線的寬扁平電纜 雖然 SATA 允許每盤磁帶連接兩個設備（配置為主設備和從設備），但它選擇了一個點對點架構：每個電纜連接一個設備，一個用於資料傳輸的 7 針小型連接器和一個用於供電的 15 針連接器。

此串行連接允許 更高的傳輸速度，更窄更長的電纜改善了機殼內部的空氣流通，並且能夠在不關閉電腦的情況下熱插拔硬碟，前提是作業系統和驅動程式支援此功能。

與其他現代資料線相比，例如 USB雖然 Thunderbolt 和 PCI Express 的 NVMe 通道在原始效能方面一直落後，但 SATA 仍然是最強大的技術。 硬碟機和許多入門級固態硬碟最常見的接口尤其是在桌上型電腦和中端或大容量儲存設備中。

SATA 版本和傳輸速度

自2000年代初推出以來，SATA介面經歷了多次修訂，最大頻寬不斷提升。儘管SATA-IO組織建議使用「1.x、2.x和3.x版本」的說法，但實際上幾乎所有人都使用這種術語。 SATA I、SATA II 和 SATA III.

官方規格通常會顯示速度 Gb/s（千兆位元每秒）雖然許多產品規格都以 MB/s（兆位元組每秒）來表示傳輸速度，但需要注意的是，8 位等於 1 字節，而 SATA 採用的是 8b/10b 編碼，這意味著每 8 位可用數據，總線上會傳輸 10 位，這大約會造成 20% 的開銷。

粗略地說，SATA 的不同世代大致如下： 理論鏈路速度和實際傳輸速率:

• SATA I（SATA 1,5 Gb/秒）第一代產品，連結速度為 1,5 Gb/s，最大有效傳輸速率約為 150 MB/s。它是最初的版本，性能已經明顯優於當時最好的 PATA 產品。
• SATA II（SATA 3 Gb/秒）第二代產品將連結速度提升至 3 Gb/s，有效速度約為 300 MB/s。它也被稱為串行 ATA-300。
• SATA III（SATA 6 Gb/秒）第三代，也是目前最普及的，連結速度為 6 Gb/s，最大有效速度為 550-600 MB/s，這與我們在快速的現代 SATA SSD 中看到的速度相當。

各個修訂版本（3.1、3.2、3.3、3.4、3.5 等）一直在增加 小幅改進新增功能但速度上限仍維持在 6 Gb/s。自 2008 年以來，固態硬碟的速度一直沒有大幅提升，部分原因是機械硬碟無法再利用任何新的速度優勢，而高性能固態硬碟市場則轉向了 PCIe 和 NVMe 技術。

關鍵點是 所有世代的SATA介面都向下相容。您可以使用 SATA I 電纜將 SATA III 設備連接到 SATA II 端口，但速度始終受限於鏈路中最慢的環節（控制器、電纜或硬碟）。在某些較舊的硬碟上，連接到第一代主機板時，需要調整跳線以強制使用 1,5 Gb/s 模式。

SATA線主要分為兩種：資料線和電源線。

當我們談到「SATA電纜」時，我們實際上是在進行分組討論。 兩種不同類型的電纜並聯工作。一個負責傳輸數據，另一個負責為設備供電。兩者都連接到同一個磁碟或驅動器，但使用不同的實體介面。

在傳統的 2,5 吋和 3,5 吋 SATA 硬碟上，您總是會在背面看到兩個插槽： 小插槽（7 針）是資料埠。較長的插槽（15針）用於供電。除非使用特殊的組合連接器，否則如果兩條線未連接，設備將無法運作。

SATA資料線

SATA線是實現這一點的關鍵。 主機板與儲存裝置之間的資訊傳輸這是一條相對較細且柔韌的電纜，兩端各有一個 7 針連接器，分別插入主機板的 SATA 連接埠和硬碟的連接器。

這些線纜通常有多種顏色（紅色、藍色、黑色、黃色、橙色，甚至還有其他型號）， 布里蘭恩拉奧斯庫里達但顏色完全不影響性能：它只是美觀問題，或者說是某些主機板上區分連接埠組的一種方式。

有些型號附有連接器。 直的或成90度角的在機箱空間有限或顯示卡部分遮蔽SATA介面的情況下，彎頭線非常實用，因為它們可以讓你調整線材長度而不會拉扯線纜。在桌上型電腦中，彎頭線的典型長度約為30-50厘米，足以從主機板連接到硬碟位。

關於SATA 2.0和3.0線的差別， 從物理層面來看，它們幾乎完全相同。有些廠商會在線纜上標註「SATA 6 Gb/s」或其他標識，但實際上，它們可以與SATA II或SATA III硬碟互換使用。速度提昇在於介面和控制器，而非線纜的塑膠材質。

SATA電源線

第二個主要部件是SATA電源線，它從…開始。 電源單元（PSU） 並終止於裝置的 15 針連接器。它的作用是透過多條線路（3,3V、5V 和 12V）向設備提供穩定的電壓，這些電壓在內部以引腳組的形式分佈，可以並聯工作以處理更大的電流。

SATA電源介面保留了其典型設計。 L形缺口設計 為防止方向錯誤，此介面只能以一種方式插入。雖然有 15 個針腳，但許多電源只有四根主線，而且規範允許使用轉接器將舊的 4 針 Molex 介面轉換為一個或多個 SATA 介面。

市面上可以找到SATA電源線。 直型和斜型，有或沒有固定夾還有一種分支電纜，它將多個連接器串聯起來，以便用同一根電纜為多個設備供電。用於改造舊電源的 Molex 轉 SATA 轉接器也很常見。

與傳統的 Molex 電源介面相比，此新型電源介面可實現以下功能： 熱插拔和先進的能源管理 是磁碟的標準，也是幾乎所有現代 SATA 硬碟（包括桌上型電腦和筆記型電腦，通常是低矮型）的標準。

其他類型和款式的SATA線和連接器

除了傳統的數據線和電源線之外，SATA 生態系統還包括 多種格式和適配器 這些產品應運而生，以滿足特定需求：機箱空間有限、外置設備、緊湊型系統，或向其他介面（如 USB 或 M.2）過渡。

SATA 轉 USB 和 SATA 轉其他介面橋接器

SATA 轉 USB 線和轉接器已成為非常便捷的解決方案。 透過 USB 連接埠連接內建硬碟和固態硬碟 無需外接外殼。它們通常一端配備 SATA 數據和電源接口，另一端配備 USB-A 或 USB-C 接口，通常還帶有額外的電源。

它們非常適合 克隆磁碟、快速備份或還原數據 從一台無法啟動的電腦上。他們還允許 重新利用舊硬碟作為外接硬碟 “隨時準備戰鬥”，根據需要連接和斷開它們。

在同一個群體中，我們有所謂的 SATA橋接其他介面內部 SATA-USB 轉接器（例如 PlayStation 4 用於硬碟機的轉接器）、前置硬碟位元或外部機殼的轉換器，或用於在舊筆記型電腦中安裝 NVMe SSD 的 microSATA 轉 M.2 轉接器，儘管存在巨大的瓶頸。

eSATA：戶外專用SATA接口

幾年前的一些個人電腦包括 後部 eSATA 連接埠或將內部 SATA 連接埠轉換為外部連接埠的支架這樣一來，無需使用 USB 連接埠即可連接外接硬碟或擴充座。此外，還有 eSATA 轉 microSATA 連接線，非常適合將內建硬碟用作外接硬碟，而無需使用硬碟盒。

隨著的到來 USB 3.x、USB-C 和 ThunderbolteSATA介面速度更快（快10、20 Gb/s），相容性更強，但如今卻逐漸被淘汰。現在的新電腦中很少見到eSATA接口，許多eSATA支架和相關線纜也已過時。

Micro SATA 和組合連接器

該連接器是為小型便攜式設備設計的。 Micro SATA（有時稱為 uSATA 或 μSATA）它將資料和電源觸點合併在一個元件中，同時保持兩個匯流排之間的邏輯分離。

這種類型的連接器被廣泛使用於 筆記型電腦、嵌入式系統和熱插拔托架機箱這些硬碟只需將磁碟滑入即可通電並連接到控制器，無需處理單獨的線纜。其目的是為了更好地利用空間並簡化組裝。

隨著標準化 平方米 在現代筆記型電腦中，NVMe、Micro SATA 已被取代，現在實際上已經退役，儘管仍然可以找到一些。 用於重複利用舊硬體的適配器和橋接器 或將其連接到現有設備。

低矮型SATA

低矮型SATA線是專門設計的版本 扁平細長，就像傳統的SATA線一樣它們的設計初衷是用於內部空間非常有限的緊湊型機箱和計算機，例如個人電腦。 迷你ITX 使用長顯示卡。

它們的優勢在於它們佔用空間非常小， 兩條低矮型纜線的厚度可能與一般SATA線纜相當。便於線纜管理和空氣流通。它們在筆記型電腦和準系統中比較常見，在塔式機殼中則較少見，除非是在空間非常緊湊的配置中。

目前，這些電纜過去執行的許多功能已直接取代。 板載 M.2 SSD 硬碟它們無需線纜。即便如此，如果您需要在不犧牲 2,5 吋 SATA 硬碟的情況下最大限度地利用可用空間，它們仍然是一個有用的選擇。

SATA支架和延長器

SATA支架一詞涵蓋了用於以下用途的配件： 將內部SATA介面移至機殼外部通常透過一個螺絲固定在背面的擋板（就像擴充卡一樣），提供外部 eSATA 或 SATA 連接埠。

這些牙套已被廣泛用於 為沒有可存取硬碟托架的機殼增加連接功能，或方便存取經常插拔的硬碟。然而，隨著大多數現代主機板上 eSATA 的消失以及 USB 3.x 的普及，它們現在的作用非常小。

如何使用 SATA 線安裝和擴充存儲

安裝SATA硬碟相對簡單，但建議遵循以下步驟以確保： 數據線和電源連接正確，系統可以正常偵測。HDD 和 SATA SSD 的處理過程差異不大。

如果您要用相同類型的硬碟取代現有硬碟，您可以將數據線連接到主機板上，然後直接插入硬碟。 斷開連接舊硬碟的那一端，然後將其連接到新硬碟。電源線也適用同樣的原則，只要位置允許即可。

要新增一個額外的單元，典型的操作步驟如下：

• 完全關閉電腦並拔掉電源插頭。然後拆下機殼側板。
• 將新設備放入 可選3,5英吋或2,5英吋插槽可以用螺絲固定，也可以使用機殼內的免工具系統。
• 檢查長度 SATA 線方便連接 從板上的空閒連接埠到設備，沒有異常電壓。
• 將數據線的一端連接到 硬碟的SATA接口 另一條線連接到主機板上空閒的 SATA 端口，最好從 SATA0 或 SATA1 開始（參考絲網印刷或手冊）。
• 連接一個 電源的SATA電源線 連接到裝置的 15 針連接器。
• 檢查兩個連接器是否安裝正確，以及線纜是否妨礙風扇或顯示卡運作。
• 合上機箱，啟動計算機，進入BIOS/UEFI或作業系統。 請確認新設備顯示正常.

在專為熱插拔而設計的設備中，例如可拆卸硬碟托架或某些專業機櫃，此過程得以簡化，因為 內部框架整合了資料和電源連接器。 只需將設備滑入托盤即可。

SATA 線材與其他介面：PATA、SCSI、SAS、PCIe、USB-C…

要充分理解“SATA線與數據線的區別”，回顧一下SATA與哪些技術競爭或曾經競爭過會很有幫助。 SATA不僅取代了PATA，也曾與PATA共存。 專業環境中的 SCSI 和 SAS 現在，它在性能方面正面臨來自 PCIe、NVMe 和 USB-C 的壓力。

PATA/IDE：直接的前身

在SATA出現之前，PATA線（也稱為IDE或平行ATA）佔據主導地位。 40或80根線的寬膠帶 它可以透過電纜連接最多兩個設備，採用典型的主/從配置和笨重的大型連接器。

就性能而言，最新的 PATA 修訂版提供的介於 33MB/s 和 133MB/s 理論最大頻寬明顯低於第一代SATA的150 MB/s。此外，PATA線阻礙了空氣流通，使得組裝過程變得異常繁瑣。

SATA 的優勢之一是實現了虛擬統一 3,5吋桌上型電腦硬碟和2,5吋筆記型電腦硬碟使用同一種類型的連接器與 PATA 根據外形尺寸使用不同的連接器不同，SATA 使用 4 針 Molex 連接器供電，而 SATA 也推出了自己的 15 針連接器，並帶有更多電源線。

SCSI 和 SAS 電纜

多年來，SCSI（小型電腦系統介面）一直是參考標準。 專業設備、伺服器和工作站它不僅用於硬碟驅動器，還用於光碟機、掃描器、專業印表機和其他要求較高的周邊設備。

SCSI 電纜及其後續產品演變為 SAS（串行連接 SCSI），一種專為串行通訊而設計的介面。 高效能、高可用性的企業級存儲在許多情況下，SAS 與 SATA 保持連接器等級的相容性：SAS 磁碟機通常可以連接到 SATA 背板或控制器，但僅支援 SATA 的連接埠無法處理 SAS 磁碟機。

SAS最大的優勢在於其可擴充性： 每個 SAS 連接埠最多可連接 16 個單元 透過擴充器，一張 SAS 卡最終可以控制同一系統中的數十個或數百個磁碟，在進階配置中甚至可以尋址多達 65.535 個裝置。

雖然 SATA 一直是家庭用戶的“標準”，但在高階伺服器和儲存陣列環境中卻並非如此。 SAS 提供了更高效能、更高可靠性和更多拓撲結構選擇。雖然代價明顯更高。

PCIe、NVMe、U.2、M.2 以及新型介面的興起

之所以幾乎沒有人討論假設中的“SATA IV”，原因與以下情況的出現密切相關： 基於PCI Express和NVMe協定的固態硬碟這些硬碟無需使用單獨的 SATA 電纜，而是直接連接到主機板的 PCIe 通道，從而消除了瓶頸。

在家庭錄影格式中，明星是 M.2 格式一種小巧細長的卡片，可以直接用螺絲固定在主機板上，無需任何額外的線纜或連接器。在專業環境中，此介面 U.2 它已逐漸成為企業級系統中 SATA 的替代品，結合了 SSD 的優勢（低延遲、高速）和 大容量儲存和改進的熱控制市面上有一些 U.2 SSD 型號，容量可超過 60 TB，速度遠超過 SATA III。

另一方面，對於外部單元而言， USB-C 和 Thunderbolt 它們已經取代了原本為eSATA設計的角色。它們的最新版本共享一個實體接口，並支援極高的傳輸速率，使其成為外接硬碟盒、擴充塢和高速便攜式儲存解決方案的首選。

SATA會消失嗎？

業界普遍認為SATA是 處於明顯的成熟期，甚至衰退期自 2008 年以來，其最大速度沒有提高，儲存領域的主要創新已經轉向 PCIe 和 NVMe，這些領域還有繼續提高效能的空間。

即便如此，SATA 硬碟（HDD 和 SSD）仍然具有… 經濟型大容量儲存方面存在著一個非常重要的缺口對於儲存大型文件庫、備份、多媒體內容或不需要極高速度的資料而言，SATA 的價格容量比仍然非常有吸引力。

此外，許多機殼仍然為這類硬碟提供專用的 3,5 吋和 2,5 吋硬碟位，而且目前許多晶片組也保留了這些硬碟位。 多個SATA端口，支援傳統硬碟該介面很可能會逐漸失去其重要性，但在未來幾年內仍將與新技術共存。

其他使用 SATA 線的設備和組件

雖然SATA介面幾乎總是與硬碟和固態硬碟連結在一起，但它也用於… 其他需要電源和資料通道的PC組件 操作相對快速簡單。

透過SATA介面連接的常見設備包括：

• 光驅目前CD、DVD及藍光光碟機及燒錄機通常使用相同的SATA資料介面及標準SATA電源線。
• 記憶卡讀卡器許多內建型號使用 SATA 連接器將電源和資料從卡片傳輸到主機板。
• 熱插拔插槽：允許在不關閉裝置的情況下插入和移除磁碟的盒子和模組，使用內部 SATA 資料和電源連接器。
• 擴充卡某些高級網路卡或額外的連接埠控制器需要透過 SATA 電源介面提供額外的電源。
• RGB控制器與風扇集線器許多中高階機殼都包含透過 SATA 線供電的燈光集線器和風扇，以提供比簡單的主機板連接器更大的功率。
• 一體式液冷系統水泵和控制電子元件通常透過專用的SATA電源連接器獲取電源。

在所有這些情況下，關鍵在於SATA電源連接器提供 在不同電壓下保持電流穩定的線路然而，當用於資料傳輸時，此介面速度快、足夠成熟，可以大大簡化控制電子設備。

SATA 線與其他標準資料線的實際差異

如果深入PC組裝的實際操作層面，通常會遇到的問題是：兩者之間的真正差異是什麼？ SATA 線與其他資料線 例如內部 USB 連接埠、前面板連接線或 PCIe 線材？

最明顯的差異在於連接器：SATA 線有一個 薄頭，有7個排列整齊的銷釘和一個L形凹槽專為連接儲存磁碟機和一些使用SATA協定的周邊設備而設計。它沒有其他用途，也不與USB或主機板連接器（例如前面板音訊或USB連接埠）共用格式。

就操作而言，SATA 電纜攜帶著 設備與控制器之間建立專用點對點鏈路傳輸速度可協商（1,5/3/6 Gb/s），並採用特定的通訊協定（第一代產品中可能採用 AHCI 或其他協定）。例如，USB 線是多個裝置共享的匯流排的一部分，使用完全不同的協定。

從使用者的角度來看，這意味著SATA線始終用於… 連接內部 SATA 驅動器和設備，或使用適配器將此連接擴展到其他格式。而其他 PC「數據線」則用於顯示器（DisplayPort、HDMI）、外部周邊（USB）或內部高速通訊（PCIe、GPU 電源線等）。

雖然有些線纜看起來可能很相似或顏色相同，但每條線纜都有其獨特的功能。 精確的功能、獨特的引腳排列和獨特的電氣規格因此，除非是明確相容的格式（例如某些連接器中的 SAS 和 SATA），否則絕對不能互換使用。

整個生態系統意味著，如今， SATA 線材仍然是中階 PC 和伺服器組裝的關鍵元件。尤其是在談到大量資料、備份、家用 NAS 或容量和成本優先於尖峰效能的系統時。