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  • SATA（シリアルATA）とは？仕組みや種類、NVMeなどとの違いも含め解説！

    • SATA（シリアルATA）とは？仕組みや種類、NVMeなどとの違いも含め解説！

    2023.10.09更新

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    この記事を書いた人

    機電系専門ライター Div.長谷川

    長谷川

    FREE AID編集部 機電系専門ライター Div.
    アナログ回路設計・営業を経験した後ライター＆ディレクターとして独立。
    電気電子・ITジャンルを得意とし、正確で分かりやすい情報の発信を行っています。

    HDDや光学ドライブなどをパソコンに接続する時、重要な役割を果たすSATA規格。当たり前に使っているものの、規格が3種類に分かれていることなど、詳細をご存じない方は多いと思います。そこで今回は、SATA規格について詳しく説明します。

    SATAとは

    シリアルATA（SATA）は、ハードディスクドライブ、光学ドライブ、その他のストレージデバイスをコンピュータに接続するために使用されるインターフェースです。HDDなどの通信速度をより向上させるため、2000年に制定された規格で、現在でも数多くのデバイスに採用されています。

    SATAの構造

    SATA規格には、各デバイスがサポートしなければならない電源、データ、信号ピンのほか、物理的なケーブルとコネクタの仕様が含まれています。コネクタは7ピンのデータ用と15ピンの電源用に分かれており、シールドケーブルで配線されます。

    また、SATAには複数の種類がありますが、通常は互換性があります。ただし、ノートパソコン用の「mSATA」や外付けデバイス用の「eSATA」などはコネクタ・ケーブルの仕様が異なるため互換性がありません。

    SATA規格の種類

    SATAは2000年頃に開発されたのち、HDDなどの性能向上に合わせていくつかの規格が発表されています。それぞれの違いを紹介します。

    SATAⅠ（Serial ATA Revision 1.0）

    SATAⅠは、2000年に制定された初期の規格のことです。通信速度は最大で1.5Gbpsとなり、IDEよりも高速な通信を実現しています。また、SATAでは8ビットの通信ごとに誤り訂正符号などを2ビット分挿入するため、実際の通信速度は150MBpsとなります。

    SATAⅡ（Serial ATA Revision 2.0）

    SATAⅡは第二世代のSATAとして2004年に制定された規格です。最大伝送速度が3.0Gbps（300MBps）に向上しています。また「AHCI」と呼ばれる高速化に向いたインターフェースや、HDDの読み込み速度を効率化する「NCQ」という機能に対応したのも特徴です。

    SATAⅢ（Serial ATA Revision 3.0）

    SATAⅢは第三世代のSATAとして2009年に制定された規格です。最大伝送速度が6.0Gbps（600MBps）に向上しています。最新版のSATA規格であり、約15年にわたり多くの製品に採用されています。

    SATAⅡと比べると、SSDとHDDの識別ができる「ACS規格」への対応や、小型ドライブ向けの「LIFコネクタ」への対応などを行っているのも特徴です。

    mSATA

    mSATA（mini SATA）はノートパソコンの小型化や薄型化を目的に作られた規格です。SATAがケーブルでの接続を想定しているのに対し、mSATAでは基板同士を端子で直接接続することにより、省スペース化を実現しています。端子の形状以外は通常のSATA規格と同じで、SATAⅡ、SATAⅢのどちらかの性能を持っています。

    eSATA

    eSATAは、外付けHDDの接続に最適化させたSATA規格の一つです。コネクタ形状を抜けにくいように変更し、コネクタやケーブルのシールド性能を上げているのが特徴です。

    外付けHDDを接続する規格としては性能が優れており、通信速度が速いメリットがあったため一時は使われていました。しかし汎用性が低いうえ、USB3.0の登場によって速度メリットも失われたことから、現在はほとんど使われていません。

    IDEやNVMeとの違い

    今でこそSATAは最も一般的に使われているインターフェースですが、必ずしもそれが標準だったわけではありません。SATA以前に使われていた規格「IDE」や、後継規格「NVMe」について紹介します。

    IDE（統合ドライブ電子）

    IDEは、SATA以前に最もよく使われていたインターフェースです。SATAがシリアル通信を行うのに対し、IDEはパラレル通信を行うことから「PATA（パラレルATA）」とも呼ばれます。IDEは、複数のケーブルで並列にデータを送り、通信速度を高めているのが特徴で、ケーブルあたりの転送速度が遅い時代には高速化に大きく貢献していました。

    しかし、シリアル通信の速度向上に伴ってメリットが失われ、データの整理で余分な時間がかかるデメリットが表面化したことからSATAへの置き換えが進んでいます。

    NVMe

    NVMe（Non-Volatile Memory Express）は、SATAの後継として開発されたインターフェース規格です。SSDの高性能化に伴い、SATAの機能限界がSSDの読み込み速度を制限してしまうといった問題が生じたことから開発されました。

    NVMeはPCIeと呼ばれる接続規格を使い、通信プロトコルとしての性能を上げたことでSATAよりも大幅な高速化に成功しています。実際に、SATAと比較すると最大7～8倍の速度を実現しており、NVMeへの交換によるSSDの通信速度向上が期待できます。

    ただ、コストの高さなどからSATAを完全に置き換えるまでは至っておらず、今後SSDなどの通信速度がさらに向上する中で主流の座を奪っていくと想定されています。

    まとめ

    今回は、パソコンのインターフェース規格である「SATA」について、特徴や種類などをお伝えしました。SATAはHDDや光学ドライブなどの接続用として使われる規格であり、IDEを代替する存在として長期間にわたり使われてきました。

    後継規格であるNVMeの登場により使用頻度は減っていますが、今でもSATAは多くの用途で採用されています。SATAの規格の中でもSATAⅡ、SATAⅢなど複数の種類があり、それぞれでコネクタの形状や通信速度が異なるので、パソコンの改造などを行う際には違いを把握しておくとよいでしょう。

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