S-ATA (Serial Advanced Technology Attachment) ist eine schnelle serielle Datenverbindung, für beispielsweise Massenspeicher. Bei S-ATA handelt es sich um eine Weiterentwicklung der ATA-Spezifikation.  Um die Übertragungsleistung zu verbessern, ging man von einem parallelen Busdesign (ATA) zu einem  Bit-seriellen Busdesign (S-ATA) über. Daten werden seriell übertragen, also Bit für Bit. Bei den alten ATA-Standards wurden sie in 16-Bit-Worten übertragen.  Ein Selektor an den Ports sorgt für einen mehrfach vorhandenen Datenpfad, so dass sich auch 2 Host Controller mit einem S-ATA Endgerät verbinden lassen. Jedoch erfolgt  der Zugriff der Host Controller in diesem Fall exklusiv, da die S-ATA Endgeräte nur über jeweils einen Port verfügen. 

Vorteile von S-ATA gegenüber ATA 
Die Vorteile von S-ATA gegenüber ATA sind neben der Performance-Steigerung eine vereinfachte  Kabelführung (dünnes Kabel, kleine Stecker, Kabellänge: bis 1 m statt 40 cm bei ATA) sowie eine höhere Datentransferrate von 150 MB/s.                                           

Eine Festplatte (englisch: Hard Disk Drive, HDD) ist eines der wichtigsten magnetischen Speichermedien eines Computers. Auf der Festplatte wird das Betriebssystem und alle Programme installiert. Innerhalb des Gehäuses der Festplatte befinden sich  auf einer Achse mehrere Scheiben, die beidseitig magnetisiert sind. Weiterhin sind da mehrere Schreib-Lese-Köpfe, welche für die Lese- und Schreibvorgänge der Daten zuständig sind. Die heute üblicherweise bei Desktop PCs und Servern verwendeten  Festplatten haben eine Grösse von 3,5 Zoll. In Notebooks werden 2,5" Platten verbaut. Die Speicherkapazität bei 3,5" SATA Platten liegt bei 2000 GB (2 TB), bei 2,5" SATA Platten bei 750 GB (Stand 2. Quartal 2010). Zu einem RAID zusammen geschlossen  kann man auch ein Vielfaches von 2 TB erzielen. Im Labor sind schon grössere Festplattenkapazitäten erzeugt worden: 3 - 5 TB. 

Schnittstellen von Festplatten: IDE, parallel ATA (EIDE), SCSI, SAS, Fibre Channel, S-ATA
Festplatten sind mit dem Computer über eine Schnittstelle  verbunden. Dazu verfügen sie über eine Controller Elektronik. Das ist üblicherweise IDE (Integrated Device Electronics) oder ATA (Advanced Technology Attachment), Enhanced-IDE  (EIDE oder ATA-2), S-ATA (Serial Advanced Technology Attachment), S-ATA II oder SCSI (Small Computer System Interface: auch Ultra-SCSI, Ultra-320 SCSI, SCAM (SCSI Configured Automatically), SAS (Serial Attached SCSI)).  IDE Platten rotieren mit Geschwindigkeiten von 5.400, 7.500 oder 10.000 Umdrehungen pro Minute (U/m). SCSI Platten rotieren mit 10.000-15.000 U/m, 2,5" Platten mit 4.200 -7200 U/m.  Mehrere Festplatten können auch im Verbund laufen: RAID-Systeme können redundante Datenstrukturen aufbauen, die Ausfallsicherheit und Transferrate erhöhen oder grössere logische Laufwerke aufbauen. Es gibt mehrere RAID-Level.  Man kann Festplatten auch über ein Fibre-Channel Interface anschliessen. Die Festplatte wird dann über einen Fibre-Channel-Controller, einen Fibre-Channel Hub oder einen Fibre-Channel-Switch gesteuert.  Von der Industrie wurde der Begriff P-ATA (Parallel ATA) eingeführt um S-ATA von den Standards ATA (ATA I - III), ATA/ATAPI 4-7, ATA-8, ACS-2 und EIDE abzugrenzen. ATA/ATAPI (ATA with Packet Interface) stellt eine Ausbaustufe  des ATA Protokolls dar. Bei ATAPI wurde ATA ausgebaut um SCSI-Befehle durch den Packet-Befehl des ATA-Protokolls ausführen zu können.    Der ATA-Standard wurde durch das T13 Technical Committee des International Committee for Information Technology Standards (INCITS) entwickelt. Normiert wurde er durch die ANSI.  Bei dem ATA-Stecker handelt es sich um einen 40-poligen, zweireihigen Stecker mit einem Pinabstand von 2,54 mm.  Die modernen ATAPI-5-Kabel mit 80-Adern besitzen farbige Kennzeichnungen: Blau für Controller/PC, Grau für Device 1 (Slave), IDE 1 sowie Schwarz für Device 0 (Master) IDE 0. 

Funktionsweise von Festplatten
Die Daten werden auf rotierenden Magnetscheiben, meist Aluminium-Legierungen, gespeichert. Der Schreib/Lesekopf (Magnetkopf) befindet sich nur wenige Mikrometer über der Oberfläche der Magnetscheibe.  Bei moderneren Festplatten beträgt dieser Abstand nur 20 Nanometer, bei Festplatten mit Perpendicular-Recording-Technik sogar nur 10 Nanometer. Der Magnetkopf schwebt auch (Bodeneffekt) aufgrund des Luftpolsters,  das durch Reibung der Luft an der rotierenden Scheibenoberfläche erzeugt wird, über der Magnetscheibe. Heute setzt man MR-Leseköpfe (magnetoresistiver Effekt) oder GMR-Leseköpfe (Riesenmagnetowiderstand, Spintronik) ein.  Der Schreib/Lesekopf wird von dem Aktuator bogenförmig geführt. Je nach Kapazität werden Ober- und Unterseite der Magnetscheibe zur Speicherung verwendet. Pro Scheibe sind dann zwei Magnetköpfe erforderlich.  Die Grundeinheit der Magnetscheibe ist der Sektor mit 512, 1024 oder 4096 Bytes. Sektoren sind in konzentrischen Datenkreisen angeordnet. Diese Kreise sind von aussen nach innen mit Zahlen versehen und bilden so die Spuren. Als Spur 0 bezeichnet man den  äusseren Kreis der Magnetplatte. Die Spuren wiederum sind in Sektoren aufgeteilt. Das Lesen eines Sektors erfolgt, indem der Magnetkopf in der Spur positioniert wird und abwartet, bis der entsprechende Sektor unter ihm auftaucht.  Da man heute mehrere Magnetscheiben übereinander verwendet und beide Oberflächen einsetzt, befinden sich Spuren mit derselben Nummerierung stets übereinander. Darum bezeichnet man diese als Zylinder, so dass durch Angabe der Sektornummer,  Zylindernummer bzw. Spur- und Kopfnummer der jeweiligen Plattenoberfläche ein Sektor eindeutig identifizierbar ist.  Ein Sektor besteht aus einem Header und einem Datenfeld. Im Header befindet sich ein Datenseparator der über Informationen des Kodierverfahren verfügt. Weiterhin befinden sich dort die Zylinderkopf- und Sektornummern. 

Technische Merkmale
Die Aluminium-Legierungen der Magnetscheiben sind oberflächenbehandelt und verfügen neben einer dünnen Magnetschicht über eine Eisen- und Kobaltschicht von einem Mikrometer. Die Magnetscheiben müssen Belastungen aushalten  können und über eine geringe elektrische Leitfähigkeit verfügen. Moderne HDDs werden, um eine höhere Datendichte zu erreichen, besputtert mit einem entsprechenden Material wie z.B. einer Kobalt-Chrom-Platin-Legierung.  Um die Magnetscheibe vor mechanischen Schäden zu bewahren, kann man die magnetische Schicht mit einer harten Kohlenstoffschicht (carbon overcoat) überziehen. Vor dem Schreiben werden die Daten kodiert nach verschiedenen Vefahren:  Group-Coded Recording (GCR), Modified Frequency Modulation (MFM), Run Length Limited (RLL) oder nach moderneren Verfahren wie Partial Response/Maximum Likelihood (PRML) oder Extended PRML. Heutige Festplatten verfügen über Perpendicular Recording:  die magnetischen Dipolmomente, die i.V.m. der Kodierung wie PRML ein logisches Bit darstellen, stehen nicht parallel zur Rotationsrichtung sondern senkrecht (perpendicular). Die Datendichte erhöht sich.