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  在传统的32位的保护模式中,x86处理器使用一种两级的转换方案。在这种方案中,控制暂存器codice_1指向一个长4KiB的"页目录"(page directory);页目录又分为1024个每个4KiB的页表(page table);最后页表又分为1024个每个长4KiB的页。  启用PAE(通过设置控制暂存器codice_2的第5位来启用)会改变上面的方案。默认情况下,每页的大小是4KiB的。页表和页目录中的表项都从32位扩为64位(8字节)以使用附加的地址位。但是,页表和页目录的总大小不变。所以,页表和页目录现在都只有512个表项。因为这变成了原来方案的一半,所以另外的一个级加了进来:CR3现在指向的是"页目录指针表",即一个包含4个页目录指针的表。  页目录里的表项的第7位叫做codice_3("Page Size")。如果这个位设为1,则页目录的表项不再指向页表,而是指向一个2MiB的页。页目录里还有另外一个叫NX位元的标志位。它是第63位,表示"No eXecute"。因为页表项中最低的12位,要么是这种标识位,要么是和操作系统相关的数据,所以最多可有52位在将来用于在2 字节,即4pebibyte的物理内存中寻址。  现在,x86架构只使用该52位中的36位。对于在长模式("long mode")中的x86-64处理器,PAE是必须的;其中AMD64使用了52位中的40位或48位,而Intel64将最多使用46位。  CPU对PAE模式的支持可以通过CPUID标志"PAE"来识别。

  

  FreeBSD的4.x系列从4.9开始支持PAE,而5.x系列则从5.1开始。6.x及以后的系列都支持PAE。对内核的关于PAE的配置是必须的。如果一个可加载内核模块是启用了PAE的,则它只可以被加载到一个启用了PAE的内核;FreeBSD中二进制版本的模块没有启用PAE,所以它们不能加载到启用了PAE的内核。并不是所有驱动程序都支持4GiB的物理内存的;这种驱动程序不能在启用了PAE的内核下正常工作。

  Linux内核从2.6版本开始全面支持PAE,这使得在32位的机器上可以访问64GB的内存。启用了PAE的Linux内核还需要同样支持PAE的CPU。从2008年起,很多一般的发布的Linux版本都默认使用启用了PAE的内核。

  运行在Intel CPU上的Mac OS X都支持PAE和NX位;在受苹果支持的CPU上它也支持该两种特性。即使Mac OS X 10.5 Leopard内核仍然是32位的,但是Mac Pro和Xserve系统现在也是支持32GiB的RAM的。

  Solaris从版本7开始支持PAE。但是,版本7的那些没有专门支持PAE的第三方驱动程序在支持PAE的系统上可能会发生错误,甚至完全崩溃。。

  PAE受下列版本的32位版的Windows所支持: Windows XP SP2和其他新的版本,默认在有no-execute (NX)和execute-disable (XD)特性的处理器上以PAE模式运行以允许NX。NX(或XD)在页表项的第63位。如果没有PAE,页表项只就32位;所以要利用NX这个特性的话,就必须运行在PAE模式下。但是,基于为保证驱动兼容等原因,微软通过许可证,在内核中把桌面版Windows(包括Windows XP、Windows Vista和Windows 7)和部分低端Windows Server的物理地址空间限制为4GiB。
物理地址扩展(Physical Address Extension,缩写为PAE),又释实体位置延伸,是x86处理器的一个功能,让中央处理器在32位元操作系统下存取超过4GiB的实体内存。