PC處理能力的增強帶來了其應用範圍的擴大，對存儲設備介面的要求也水漲船高——至少，僅靠廉價是不行了。
Serial ATA（SATA）的串列點對點連接在保持廉價特色的同時突破了PATA的局限：簡直是串列介面必備的LVDS（低電壓差分信號）技術將連接距離提高了一倍，1米的長度完全能夠滿足PC機內存儲的要求；每個埠可連接的設備數目雖然從2個減少為 1個，但小巧的連接器卻讓同樣面積所能容納的埠數量成倍增加，結局不言自明；點對點連接構成相對先進的星形拓撲，可以顯著改善併發操作能力。在發展空間 上，令PATA難以逾越的150MB/s（1.5Gb/s，8b/10b編碼）只是SATA的起步帶寬，後續將會提高到300MB/s和600MB /s（下圖）。
SAS和SATA的發展路線圖
儘管SATA與（並行）SCSI相比仍存在全方位的差距，但已不像PATA那麼明顯，SCSI陣營對此焉能視而不見？何況並行SCSI繼續發展的潛 力也很有限，步ATA的後塵轉向串列是遲早的事。Serial Attached SCSI（SAS）吸納SATA的物理層設計是一大妙招，然而怎樣運用同樣的串列點對點連接營造出比SATA更為複雜的拓撲結構，從而滿足企業級存儲系統 對性能、可靠性和可用性的要求，難度也是顯而易見的。
SAS不僅是在SATA的物理層上執行SCSI命令集那麼簡單，它還具備FC（Fibre Channel）的某些特性，這使其超越了SATA和（並行）SCSI的範疇（表1）。
表1：SATA、SAS和FC-AL主要特性對比
雙埠
SAS的資料幀基於FCP（FC Protocol），還對SATA的物理層進行了增強——（在週邊設備端）添加第二埠支持，形成符合高可用性要求的雙埠（dual port）。
全雙工
並行ATA和SCSI都是發送和接收共用一組資料線，因此發送和接收不能同時進行，即所謂的半雙工（half duplex）；SATA資料線由兩條傳送方向相反的差分信號對（LVDS，共4根）組成，發送（Tx）和接收（Rx）各走一路，為全雙工（full duplex）提供了物理上的可能。不過，SATA在一對信號線上傳送資料的同時需要用另一對信號線返回流控(flow control）資訊，所以仍然是半雙工；SAS則將一路資料所需的流控資訊與反向傳送的資料混合在一起，從而能在同樣的資料線上實現全雙工（下圖）。
SAS的全雙工工作示意圖
寬鏈結
物理鏈結（physical link）是SAS中的一個基礎概念，一條物理鏈結包括兩對差分信號線（Tx和Rx，即一條SATA線纜），傳輸方向相反，在兩個物理Phy之間形成通 路。兩個SAS埠之間可以建立起由多個物理鏈結構成的wide link（圖4），相應的埠也被稱做wide port，可以表示為N-wide link和N-wide port，N取值在1～4之間，代表物理鏈結的數量。1-wide link/port即narrow link/port，這方面的典型例子是硬碟，雙埠意味著兩個獨立的narrow port（雖然規格中並沒有將硬碟埠嚴格限定在1-wide，但單個物理鏈結所能提供的帶寬已經明顯超出硬碟的內部傳輸率，還可以降低成本和設計複雜 性），不能配置成一個2-wide port（2寬度埠）。
寬鏈結和寬埠
類似於PCI Express（×1～×32），SAS支援寬鏈結的主要出發點是獲得成倍的帶寬，這種並聯的方便性顯然要拜串列技術所賜。
帶寬
或許是考慮到2004年第一批SAS產品問世時SATA很可能已推出3.0Gb/s的第二代規格，SAS 1.0/1.1採取了直接支持3.0Gb/s並向下相容1.5Gb/s的策略。Marty Czekalski承認，包括7月8日T10會議上LSI Logic與Maxtor聯合演示系統在內的某些初期原型產品的確運行在1.5Gb/s，但都是在FPGA和現貨供應PHY（物理層）晶片基礎上開發的， 預計2003年年底將會有採用完全集成3Gb/s PHY晶片和ASIC設計的設備出現，並逐漸被業內接受。
量產的SAS設備會具有每埠3Gb/s的資料速率，SAS協定還允許全雙工操作，這意味著一台雙埠驅動器能夠達到12Gb/s的峰值吞吐率（理 論上限，持續時間取決於驅動器內部結構和緩存帶寬），而4-wide port(4寬度埠)更可以獲得24Gb/s(合2.4GB/s)的帶寬——超過PCI-X 2.0。
連接距離
為了提高連接距離，SAS發送和接收信號的電壓範圍都比SATA大為提高（表2）。在具體的連接距離指標上，最初宣稱是10米，新的資料則是大於6米（外 部線纜），似乎與信號速率從1.5Gb/s提高到3.0Gb/s有關。需要指出的是SAS規範裏面並沒有嚴格限定線纜長度，而是靠發送水準和接收敏感度來 考察，（製造商）通過檢測線纜特性來判定其所能達到的距離——高品質線纜可以連接得更遠，當然成本也更高。現在SAS線纜連接距離的要求已經提高到8米 （製造商仍可以花費更多，用更高品質的線纜求得更長的距離），通過3個擴展器（Expander）之後，SAS的連接距離能夠超過32米，與 Ultra160/320 SCSI的12米（15個設備）或25米（點對點）相比雖沒有明顯優勢，但也足以應付機內存儲設備連接和近距離DAS的要求了。
表2：SAS和SATA物理層的相容性
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