Serial ATA truyền dữ liệu hoàn toàn khác với Parallel ATA, các tốc độ truyền là 1.5 Gbps (150MBps), 3.0GBps (300MBps) và 6.0GBps (600MBps), với phần lớn ổ đãi hôm nay hỗ trợ tốc độ 1.5GBps hay 3.0 GBps. Lưu ý rằng các tốc độ thì tương thích ngược cho ví dụ, tất cả ổ đĩa hỗ trợ tốc độ 3.0GBps cũng hoạt động ở 1.5GBps. Do SATA được thiết kế tương thích ngược với Parallel ATA, một số nhầm lẫn có thể dẫn đến do BIOS và các ổ đĩa báo cáo các tốc độ và các chế độ mô phỏng các thiết lập Parallel ATA về các khả năng tương thích ngược. Cho thí dụ, nhiều bo mạch chủ phát hiện và báo cáo ổ đĩa Serial ATA khi hỗ trợ chế độ ngược. Cho thí dụ, nhiều bo mạch chủ phát hiện và báo cao ổ đĩa Serial ATA khi hỗ trợ chế độ Ultra DMA Mode5 (ATA/100), là chế độ Parallel ATA vận hành ở 100MBps. Điều này hiển nhiên không đúng bỏi vì thậm chí chế độ Serial ATA chậm nhất 91.5 MBPs và các chế độ Ultra DMA đơn thuần không áp dụng cho các ổ đĩa Serial ATA.

Cho thí dụ, nhiều bo mạch phát hiện và báo cáo ổ đĩa Serail ATA hỗ trợ Ultra DMA Mode 5 (ATA/100) là chế độ Parallel ATA hoạt động ở 100MBps. Điều này hiển nhiên không đúng bởi vì thậm chí chế độ Serial ATA chậm nhất 91.5Bps) là 150MBps và các chế độ Ultra DMA đơn giản không áp dụng cho các ổ đĩa Serial ATA.

Parallel và Serial ATA hoàn toàn khác nhau các đặc điểm kỹ thuật vật lý và liên quan đến điện, nhưng Serial ATA mô phỏng Parallel ATA trong cách làm nó thông suốt phần mềm hơn. Thực tế sự mô phỏng Parallel ATA trong Serial ATA rõ ràng tuân theo đặc điểm kỹ thuật ATA-5.

Điều này đặc biệt hiển nhiên trong lệnh IDENTIFY DEVICE được sử dụng bởi các trình thủ tục tự động phát hiện trong BIOS để đọc các tham số ổ đĩa. Đặc điểm kỹ thuật Serial ATA cho biết nhiều trong số mục được khứ hồi bởi IDENTIFY DENVICE được “đặt như được chỉ định trong ATA/ATAPI-5, bao gồm các chế độ và thiết lập UMDA có sẵn.

Đặc điểm kỹ thuật SATA 1 cũng cho biết “Sự mô phỏng hoạt động thiết bị Parallel ATA khi được nhận biết bởi BIOS chủ hay trình điều khiển phần mềm, là một nỗ lực kết hợp giữa phần cứng thiết bị và thiết bị tiếp hợp chủ Serial ATA. Hoạt động của thanh ghi Command và Control Block, sự truyền dữ liệu PIO và DMA, những sự tái thiết lập (reset) và các ngắt tất cả đều được mô phỏng. Thiết lập tiếp hợp chủ chứa một bộ nhưng thanh ghi kèm những nội dung của các thanh ghi thiết bị đầu tiên, được xem như Shadow Register Bloc. Tất cả các thiết bị Serial ATA vận hành như các thiết bị Device 0. Các thiết bị sẽ nhận ra bit DEV trong vùng Device/Head của các Regiseter FIS được nhận và thiết bị tiếp hợp chủ có trách nhiệm kiểm soát sự truyền của Register FIS đến các thiết bị, khi thích hợp, được dựa trên giá trị của bit DEV”.

Điều này có nghĩa là những khối thanh ghi kèm (shadow register block) “giả mạo” những thanh ghi Parallel ATA, cho phép mô phỏng tất cả lệnh, chế độ ATA và …Serial ATA được thiết kế có tương thích phần mềm hoàn toàn với ATA/ATAPI-5, là lý do ổ đĩa Serial ATA có thể báo cáo trong một số phương thức như thế nó là Parallel ATA hay đang chạy trong các chế độ parallel ATA, mặc dù không phải thế.

Các tiêu chuẩn ATA, mất thời gian dài về hướng loại bỏ khả năng không tương thích và những sự cố với tiếp xúc ổ đĩa IDE đến các hệ thống bus ISA/PCI. Đặc điểm kỹ thuật ATA xác định những tín hiệu trên đầu nối 40-pin, các chức năng và định thời gian của những tín hiệu này, đặc điểm kỹ thuật cáp và …Phần sau đây liệt kê một số yếu tố và chức năng được định rõ bởi đặc điểm kỹ thuật ATA.

Một trong những tính năng tuyệt vời nhất của giao diện ATA là bộ lệnh được mở rộng. Giao diện ATA được làm theo IBM bộ điều khiển WD1003 được sử dụng trong hệ thống AT đầu tiên. Tất cả ổ đĩa ATA phải hỗ trợ bộ lệnh WD (8 lệnh) không biết lệ, là lý do các ổ đĩa ATA rất dễ dàng được lắp đặt trong hệ thống hôm nay. Tất cả hệ thống tương thích IBM đều dựng sẵn hỗ trợ ROM BIOS cho WD1003, nên chúng về cơ bản cũng hỗ trợ ATA.

Ngoài hỗ trợ tất cả lệnh WD1003, đặc điểm kỹ thuật ATA thêm vào nhiều lệnh khác để mở rộng tốc độ và các khả năng. Những lệnh này là một phần tùy chọn của giao diện ATA, nhưng vài trong số các lệnh được dùng trong phần lớn các ổ đĩa hôm nay và rất quan trọng đối với tốc độ và sự sư dụng các ổ đĩa ATA nói chung.

Có lẽ quan trọng nhất là lệnh IDENTIFY DRIVE. Lệnh này làm ổ đĩa truyền một khối dữ liệu 512 byte cung cấp toàn bộ chi tiết về ổ đĩa. Thông qua lệnh này, bất kỳ chương trình nào (bao gồm cả hệ thống BIOS) có thể tìm thấy chính xác loại ổ đĩa nào được kết nối, gồm cả nhà sản xuất ổ đĩa, số kiểu mẫu (model number), các tham số hoạt động, thậm chí số theo từng dãy (serial number) cửa ổ đĩa. Nhiều BIOS hiện đại dùng thông tin này để tự động nhận và gia nhập các tham số này suốt giai đoạn cấu hình hệ thống. Sự sắp xếp này giúp ngăn ngừa những sai sót mà sau đó dẫn đến mất dữ liệu khi người dùng không còn nhớ những tham số nào mà họ đã sử dụng trong suốt giai đoạn thiết lập.

Dữ liệu Identify Drive cho bạn biết nhiều điều về ổ đĩa của bạn, bao gồm phần sau:

+ Số những địa chỉ khối logic có khả năng dùng chế độ LBA

+ Số cylinder, đầu ghi và sector vật lý có sẵn trong chế độ P-CHS

+ Số cylinder, đầu ghi và sector logic trong chế độ L-CHS biên dịch hiện hành

+ Các chế độ truyền (và các tốc độ) được hỗ trợ

+ Nhà sản xuất và số kiểu mẫu

+ Sự sửa đổi phần có tính cố định nội bộ

+ Số theo từng dãy

+ Loại/kích cỡ bộ đệm (Buffer typer/size), cho biết vùng đệm sector hay lưu trữ các khả năng.

Vài chương trình có sẵn có thể thực thi lệnh này đối với ổ đĩa và báo cáo thông tin trên màn hình, bao gồm ATAINF, có sẵn như một phần của bộ sưu tập miễn phí của các công cụ chuẩn đoán được gọi là UltimateBoot CD. Bạn có thể tải xuống toàn bộ đĩa hay hầu hết các tiện ích riêng lẻ từ www.ultimatebootcd.com/.

Tôi thấy những chương trình đặc biệt hữu dụng khi đang thử cài đặt các ổ đĩa ATA vào một hệ thống có loại ổ đĩa được xác định người dùng nhưng không hỗ trợ tự động phát hiện và tối cần biết các tham số đúng cho loại BIOS có khả năng định rõ người dùng. Những chương trình này lấy thông tin trực tiếp từ ổ đĩa.

Hai lệnh quan trọng là lệnh Read Multiple và Write Multiple. Những lệnh này cho phép những sự truyền dữ liệu đa sector và khi được kết hợp với các khả năng PIO chế độ khối trong hệ thống, có thể dẫn đến những tốc độ truyền dữ liệu đáng kể nhiều lần nhanh hơn những truyền PIO sector đơn. Một số hệ thống cũ hơn yêu cầu bạn lựa chọn số lượng đúng sector được hỗ trợ ổ đĩa, nhưng phần lớn hệ thống hiện nay tự động xác định thông tin này.

Nhiều lệnh được mở rộng khác có sẵn bao gồm phạm vi cho nhà sản xuất ổ đĩa để thực thi cái được gọi là các lệnh chỉ liên quan đến nhà sản xuất. Chắc chắn các nhà sản xuất thường dùng những lệnh này cho những tính năng riêng của nhà sản xuất. Thường thì những lệnh riêng của nhà sản xuất điều khiển những tính năng như là định dạng cấp thấp và quản lý phát hiện.

Đó là lí do tại sao những chương trình định dạng cấp thấp có thể rất đặc trưng đối với các ổ đĩa ATA của nhà sản xuất riêng biệt và tại sao nhiều nhà sản xuất thực hiện những chương trình LIF của chính họ.