SATA-2在2004年正式推出，也被称作SATA-300，符合ATA-7规范，传输速度可达300MB/s（或者2.4Gb/s）。SATA的速度提升是成倍的几何级数增长，这点和PATA是一级级的算术级数增长是不同的。SATA-2比SATA-1进步的地方在于：
1. 300MB/s的高传输速度;
2. 支持真正的SATA指令排序（NCQ）。
3. SATA-2数据线长度最多2m。SATA-1只是1m，PATA更短到50cm。
4. 全新的接口更稳固。