實體位址擴充（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。
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PAE為IntelPentium Pro及以上級別的CPU（包括除了匯流排頻率為400MHz的這個版本的奔騰M之外的所有新型號奔騰系列處理器）所支援，其他相容的處理器，如速龍（Athlon）和AMD的較新型號的CPU也支援PAE。
x86的處理器增加了額外的位址線以選擇那些增加了的記憶體，所以實體記憶體的大小從32位元增加到了36位元。最大的實體記憶體由4GiB增加到了64GiB。
32位元的虛擬位址（線性位址）則沒有變，所以一般的應用軟體可以繼續使用位址為32位元的指令；如果用平面主記憶體模式的話，這些軟體的位址空間也被限制為4GiB。作業系統用頁表將這4GiB的位址空間對映到大小為64GiB的實體記憶體，而這個對映對各個行程一般是不一樣的。這樣一來，即使不能為單單一個程式所用，那些增加了的實體記憶體仍然可以發揮作用。
對於需要超過4GiB主記憶體的應用軟體來說，除了一般的PAE支援，還需要作業系統提供另外的特殊的技術。在Windows上，這種技術叫做Address Windowing Extensions（AWE）。而在類Unix的系統上則有多種技術在使用，例如使用mmap()按需要把一部分檔案對映到位址空間；但是，這還沒有成為一個標準。
頁表結構
在傳統的32位元的保護模式中，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CR3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CR4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位元擴為64位元（8位元組）以使用附加的位址位。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PS（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。頁目錄里還有另外一個叫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位元，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252 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位元。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位元[1]，而Intel64將最多使用46位[2]。
CPU對PAE模式的支援可以通過CPUID標誌PAE來辨識。
- 頁表結構
-
未啟用PAE, 4 KiB的頁 -
未啟用PAE, 4 MiB的頁 -
啟用PAE，4 KiB的頁 -
啟用PAE，2 MiB的頁
作業系統的支援
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PAE的組態是必須的。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[3]。
Linux核心從2.6版本開始全面支援PAE[4]，這使得在32位元的機器上可以訪問高達64GiB的實體記憶體。啟用了PAE的Linux核心還需要同樣支援PAE的CPU。從2008年起，很多一般發布的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位元的，但是Mac Pro和Xserve系統現在也是支援32GiB的RAM的。[5]
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。[6]。
PAE受下列版本的32位元版的Windows所支援：[7][8]
| 系統版本 | 最大實體記憶體支援 |
|---|---|
| Windows 2000 Advanced Server | 8 GiB |
| Windows 2000 Datacenter Server | 32 GiB |
| Windows XP [9] | 4 GiB |
| Windows Server 2003 Enterprise Edition | 32 GiB |
| Windows Server 2003 SP1+ or R2 Enterprise Edition | 64 GiB |
| Windows Server 2003 Datacenter Edition [10] | 64 GiB |
| Windows Server 2003 Standard Edition | 4 GiB |
| Windows Vista | 4 GiB |
| Windows Server 2008 Enterprise or Datacenter Edition | 64 GiB |
| Windows Server 2008 other editions | 4 GiB |
| Windows 7 Starter | 2 GiB |
| Windows 7 other editions | 4 GiB |
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，頁表項就只有32位元；所以要利用NX這個特性的話，就必須執行在PAE模式下。但是，基於保證驅動相容性等原因，微軟通過許可證，在核心中把電腦版Windows（包括Windows XP、Windows Vista和Windows 7）和部分低階Windows Server的實體位址空間限制為4GiB。
參見
- PSE-36: an alternative to Physical Address Extension
- Page Size Extension
- Architecture of Windows NT
參考資料
外部連結
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