Насколько велика разница между sata2 и sata3 в скорости?

На скорость обмена данными тут в большей степени влияет сам жесткий диск.

Смотри что нашел:

Это же только скорость на интрерфейсе, механика харда быстрее не заработает.
Все эти высокоскорстные SATA 2-3 актуальны для RAID систем, за счет быстрого интерфейса раскидал быстренько команды/блоки данных в/из кеш памяти хардов, ну и пусть они ковыряются, пока запишут/прочитают. А Контраллер уже можно использовать для следующих операций.

А для одного харда какая разница. Все равно раньше чем не запишет/прочитает с блинов, интерфейс будет стоять и ждать, пока хард выполнит операцию. Ну прибавит Sata3 максимум 0,5-1% общей производительности дисковой системы, на глаз даже не заметите. А денег потратите на этот SATA3 сейчас дофига.

Вот станет SATA3 повсеместно использоваться, по цене нынешнего SATA2. Тогда и будет на него смысл переходить.
Можете и сейчас проверить, перемычкой или программно, переведите свой хард в SATA1 - разницы даже не заметите, только тест и покажет, что обмен данных с кешем харда, упал в два раза. А средняя скорость будет такая же.

Это же закон любых автоматических систем, общая скорость ситемы, не может быть выше скорости самого медленого компанента системы, остальное хоть самое наипроизводительное ставь - все упрется в самый медленый компанент, в даном случае в механику HDD.

В 2 раза

на обычном харде не заметна чуть более, чем полностью ...

Сата 1 до 1.5 Гбит/с
Сата 2 до 3 Гбит/с
Сата 3 до 6 Гбит/с