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  在傳統的32位的保護模式中,x86處理器使用一種兩級的轉換方案。在這種方案中,控制暫存器codice_1指向一個長4KiB的"頁目錄"(page directory);頁目錄又分為1024個每個4KiB的頁表(page table);最後頁表又分為1024個每個長4KiB的頁。  啟用PAE(通過設定控制暫存器codice_2的第5位來啟用)會改變上面的方案。預設情況下,每頁的大小是4KiB的。頁表和頁目錄中的表項都從32位擴為64位(8位元組)以使用附加的地址位。但是,頁表和頁目錄的總大小不變。所以,頁表和頁目錄現在都只有512個表項。因為這變成了原來方案的一半,所以另外的一個級加了進來:CR3現在指向的是"頁目錄指標表",即一個包含4個頁目錄指標的表。  頁目錄裡的表項的第7位叫做codice_3("Page Size")。如果這個位設為1,則頁目錄的表項不再指向頁表,而是指向一個2MiB的頁。頁目錄裡還有另外一個叫NX位元的標誌位。它是第63位,表示"No eXecute"。因為頁表項中最低的12位,要麼是這種標識位,要麼是和作業系統相關的資料,所以最多可有52位在將來用於在2 位元組,即4pebibyte的實體記憶體中定址。  現在,x86架構只使用該52位中的36位。對於在長模式("long mode")中的x86-64處理器,PAE是必須的;其中AMD64使用了52位中的40位或48位,而Intel64將最多使用46位。  CPU對PAE模式的支援可以通過CPUID標誌"PAE"來識別。

  

  FreeBSD的4.x系列從4.9開始支援PAE,而5.x系列則從5.1開始。6.x及以後的系列都支援PAE。對核心的關於PAE的配置是必須的。如果一個可載入核心模組是啟用了PAE的,則它只可以被載入到一個啟用了PAE的核心;FreeBSD中二進位制版本的模組沒有啟用PAE,所以它們不能載入到啟用了PAE的核心。並不是所有驅動程式都支援4GiB的實體記憶體的;這種驅動程式不能在啟用了PAE的核心下正常工作。

  Linux核心從2.6版本開始全面支援PAE,這使得在32位的機器上可以訪問64GB的記憶體。啟用了PAE的Linux核心還需要同樣支援PAE的CPU。從2008年起,很多一般的釋出的Linux版本都預設使用啟用了PAE的核心。

  執行在Intel CPU上的Mac OS X都支援PAE和NX位;在受蘋果支援的CPU上它也支援該兩種特性。即使Mac OS X 10.5 Leopard核心仍然是32位的,但是Mac Pro和Xserve系統現在也是支援32GiB的RAM的。

  Solaris從版本7開始支援PAE。但是,版本7的那些沒有專門支援PAE的第三方驅動程式在支援PAE的系統上可能會發生錯誤,甚至完全崩潰。。

  PAE受下列版本的32位版的Windows所支援: Windows XP SP2和其他新的版本,預設在有no-execute (NX)和execute-disable (XD)特性的處理器上以PAE模式執行以允許NX。NX(或XD)在頁表項的第63位。如果沒有PAE,頁表項只就32位;所以要利用NX這個特性的話,就必須執行在PAE模式下。但是,基於為保證驅動相容等原因,微軟通過許可證,在核心中把桌面版Windows(包括Windows XP、Windows Vista和Windows 7)和部分低端Windows Server的實體地址空間限制為4GiB。
實體地址擴充套件(Physical Address Extension,縮寫為PAE),又釋實體位置延伸,是x86處理器的一個功能,讓中央處理器在32位元作業系統下存取超過4GiB的實體記憶體。