SATA(Serial AT Attachment): 데이터 전송 속도를 최고 1.5Gbps까지 높일 수 있는 하드 디스크 드라이브
1. 개념
SATA(Serial AT Attachment)는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 및 광학 드라이브를 컴퓨터 시스템에 연결하는 고속 직렬 인터페이스 규격이다. 기존의 병렬 방식인 PATA(Parallel ATA, IDE) 인터페이스를 대체하기 위해 개발되었으며, 더 높은 데이터 전송 속도와 개선된 전력 효율성을 제공한다.
2. 등장 배경 & 목적
기존의 PATA(IDE) 방식은 40~80가닥의 리본 케이블을 사용하며, 최대 전송 속도가 133MB/s(ATA-7 UDMA Mode 6)에 불과했다. 또한, 케이블이 두껍고 길이가 제한적이며, 신호 간섭과 발열 문제가 발생했다.
이를 해결하기 위해, 2000년대 초반에 SATA 인터페이스가 개발되었으며, 주요 목적은 다음과 같다.
- 데이터 전송 속도 향상 (1세대 SATA 1.5Gbps → 최신 SATA 6Gbps)
- 얇고 유연한 케이블을 사용하여 시스템 내부 공기 흐름 개선
- 핫 스와핑(Hot Swapping) 지원으로 저장 장치 교체 편의성 증가
- 낮은 전력 소비로 발열 감소 및 효율성 증가
3. 역할
SATA는 컴퓨터의 저장 장치를 메인보드(또는 컨트롤러)에 연결하는 역할을 한다. 이를 통해 운영체제 및 데이터 파일을 저장·읽기·쓰기 등의 작업을 수행한다.
- HDD(하드 디스크 드라이브) 및 SSD(솔리드 스테이트 드라이브) 연결
- 광학 드라이브(DVD, Blu-ray)와의 데이터 전송
- 외장 저장 장치(eSATA) 연결
4. 활용 계층 또는 범위
SATA는 주로 PC, 서버, 워크스테이션, NAS(Network Attached Storage) 등에서 널리 사용되며, 다음과 같은 계층에서 활용된다.
- 소비자용(CS, Consumer Segment): 일반 사용자용 PC, 노트북
- 기업용(ES, Enterprise Segment): 데이터 센터, 서버, 스토리지 시스템
- 임베디드 시스템(Embedded Systems): 산업용 기기, 의료 장비
5. 구성 요소
SATA 인터페이스는 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루어진다.
- SATA 데이터 케이블: 저장 장치와 메인보드를 연결하는 7핀 데이터 케이블
- SATA 전원 케이블: 전원을 공급하는 15핀 전원 케이블
- SATA 포트: 메인보드 또는 컨트롤러에 있는 SATA 연결 포트
- SATA 컨트롤러: 데이터 신호를 변환 및 제어하는 장치
- AHCI(Advanced Host Controller Interface) 또는 RAID 컨트롤러: 데이터 전송 최적화 및 디스크 배열 관리
6. 시간순 작동 순서
SATA 인터페이스의 기본적인 동작 과정은 다음과 같다.
- 전원 공급: SATA 저장 장치(HDD 또는 SSD)에 전원이 공급됨
- 장치 인식: 메인보드의 BIOS 또는 UEFI에서 SATA 장치를 인식
- AHCI 또는 RAID 모드 설정: 데이터 전송 방식 선택 (기본 AHCI, 고급 RAID)
- 운영체제 부팅: 저장 장치에서 운영체제(OS) 로딩
- 데이터 읽기/쓰기: 운영체제 및 프로그램이 SATA 인터페이스를 통해 데이터 저장 및 읽기 수행
- 장치 제거(옵션): 핫 스와핑 기능을 통해 전원 공급 상태에서도 저장 장치를 안전하게 분리 가능
7. 종류
SATA 인터페이스는 세대별로 속도가 다르며, 주요 종류는 다음과 같다.
| SATA 버전 | 전송 속도 (Gbps) | 실제 데이터 전송 속도 (MB/s) | 출시 연도 |
|---|---|---|---|
| SATA 1.0 | 1.5Gbps | 150MB/s | 2003년 |
| SATA 2.0 | 3.0Gbps | 300MB/s | 2004년 |
| SATA 3.0 | 6.0Gbps | 600MB/s | 2009년 |
| SATA 3.2 (SATA Express) | 16Gbps | 1,969MB/s | 2013년 |
추가적으로, eSATA(External SATA)는 외부 저장 장치를 위한 확장된 SATA 인터페이스이다.
8. 장단점
장점
- 빠른 데이터 전송 속도 (최대 6Gbps)
- 얇고 유연한 케이블로 내부 공기 흐름 및 조립 편의성 향상
- 핫 스와핑(Hot Swapping) 지원
- 낮은 전력 소비 및 발열 감소
- 광범위한 호환성 (HDD, SSD, 광학 드라이브 등)
단점
- 최신 인터페이스(PCIe NVMe)에 비해 속도가 느림 (최대 600MB/s)
- 멀티 태스킹 성능이 낮음 (병렬 데이터 전송 불가)
- 케이블 연결 방식이 여전히 필요 (M.2나 U.2처럼 직접 연결 불가)
- 데이터 케이블과 전원 케이블이 분리되어 있어 케이블 정리가 어려움
9. 전망 & 개선점
SATA는 여전히 HDD 및 일부 보급형 SSD에서 널리 사용되지만, 고성능 SSD는 NVMe(Non-Volatile Memory Express) 기반 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스로 이동하고 있다.
향후 전망은 다음과 같다.
- 고성능 스토리지 시장에서 SATA의 역할 축소 (NVMe SSD가 대체)
- HDD 및 저가형 SSD 시장에서는 지속 사용 (저장 용량과 비용 대비 장점)
- SATA Express 같은 새로운 기술 도입 가능성 (현재는 보급되지 않음)
- 스토리지 기술 발전에 따라 점진적 도태 예상
10. 쉽게 요약
- SATA는 하드 디스크(HDD) 및 SSD를 연결하는 직렬 데이터 전송 인터페이스이다.
- 최초 1세대 SATA는 1.5Gbps(150MB/s) 속도를 지원하며, 이후 발전하여 최대 6Gbps(600MB/s)까지 향상됨.
- 얇고 유연한 케이블, 핫 스와핑 지원, 낮은 전력 소비 등의 장점이 있음.
- NVMe PCIe 방식의 SSD가 보급되면서 고성능 저장장치 시장에서는 점차 밀려나고 있음.
- HDD 및 저가형 SSD에서는 여전히 널리 사용되고 있음.
결론: SATA는 여전히 중요한 저장장치 인터페이스이지만, 고성능 시장에서는 PCIe NVMe가 대세로 자리 잡고 있다.
