使用SATA(Serial ATA)接口的硬盘又叫串口硬盘。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。

Serial ATA历史一直以来 IDE硬盘都采用并行传输模式(并行ATA)，但是并行传输过程中存在一个不可避免的问题：线路间的信号会互相干扰。在传输速率比较低的情况下，存在一定的信号串扰并不会带来多大的影响，但是在高速数据传输过程中，信号串扰问题就显得非常突出，严重的影响着系统的稳定性。因此，在人们对硬盘传输速率要求越来越高的同时，并行ATA却显得越来越力不从心了。另外，并行ATA也存在着一些显而易见的缺点：首先，并行ATA每次传输多位数据，因此数据通道要求的数据线的数量比较多，在ATA/66以前连接硬盘的数据排线就是40线的，而ATA/66、ATA/100和最新的ATA/133的接口数据电缆则都是80线的，这样不仅接口线缆的成本提高了，而且也造成了机箱内连线复杂凌乱，空气流通受阻，散热受到影响。其次，并行ATA设计采用5V电压供电，在当今不断降低电压、减小功耗的趋势下，这也是需要改进的。在并行 ATA性能提升后劲不足的情况下，2000年2月Intel在IDF(Intel Developer Forum——Intel开发者论坛)上，首次提出了串行ATA(Serial ATA)的技术构想，并专门成立了Serial ATA标准的官方工作组(Serial ATA Working Group)。 2000年12月18日，Serial ATA工作组公布了Serial ATA草案1.0版。

2001年8月，Seagate在IDF Fall 2001大会上宣布了Serial ATA 1.0标准，Serial ATA规范正式确立。在1.0版规范中规定的Serial ATA数据传输速度为150MB/s，比目前主流的并行 ATA标准ATA/100高出50%，比最新的ATA/133还要高出约13%。而且随着未来后续版本的发展，其接口速率还可扩展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。从其发展计划来看，未来Serial ATA的也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率。串行和并行串行 ATA比并行ATA快目前的并行 ATA一次可传输4个字节(4×8位)的数据，而串行ATA每次传输的数据只有一位，那么为什么在高速传输过程中却要使用串行ATA呢?其实主要原因还是并行传输存在着信号串扰的问题。而串行传输就没有这个问题了，从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高，Serial ATA就是通过提高工作频率来提升接口传输速率的。因此Serial ATA可以实现更高的传输速率，而并行ATA在没有有效地解决信号串扰问题之前，则很难达到这样高的传输速率，这也是为什么新的硬盘接口标准会采用串行传输的原因。