Le Serial ATA promet de doubler sa vitesse d'ici un ou deux ans avec la version II. Son débit pourrait même atteindre 600 Mo/s avec le SATA III, prévu pour 2007. Le SATA II utilisera les mêmes câbles et connecteurs que le I ; on pourra même brancher les actuels disques durs SATA I sur les contrôleurs SATAII. En revanche, aucune garantie de compatibilité avec la version III. Une société californienne, Marvell, commence à fournir aux fabricants de serveurs des contrôleurs SATA II.

Peu de détails techniques filtrent sur les modifications apportées pour atteindre le débit de 300 Mo/s, mais on sait que les mises à jour envisagées pour les Bios et les systèmes d'exploitation visent à décharger le plus possible le processeur de la gestion des accès aux disques durs. Les nouveaux modes de travail pourraient aussi accélérer la recherche de données ponctuelles au sein de gros fichiers, par exemple d'un mail dans les dossiers d'archives d'Outlook.