A MMU em alguns processadores de 32 bits pode realmente suportar mais de 4 GB de RAM física, embora um único processo possa ver apenas 4 GB de cada vez em seu espaço de endereço virtual. Uma CPU deste tipo pode ser equipada com mais de 4GB de RAM e pode suportar múltiplos processos usando mais de 4GB de RAM no total. No entanto, um único processo pode usar apenas 4 GB de RAM (menos alguma sobrecarga do sistema operacional) a qualquer momento.
No Xeon, esse recurso é conhecido como Physical Address Extension (PAE) e alguns sistemas operacionais têm APIs que permitem uma processo para manipular a MMU para trocar memória física dentro e fora do espaço de endereço virtual do processo. No Windows, esta API é conhecida como Extensões de janela de endereço (AWE), mas não está disponível em todos versões do Windows. O Linux e outras espécies do Unix suportam um mecanismo similar.
Para usar este recurso, o programa deve ser explicitamente projetado para suportá-lo - o AWE não expande automaticamente o espaço de endereço virtual do processo. Por exemplo, certas versões do SQL Server o suportam, embora eu não esteja ciente do IIS fazendo isso.
EDIT: Aqui vamos nós. Encontrei. Esta publicação no Stackoverflow tem links para mais detalhes sobre a mecânica do PAE.
Editar 2: Se esta postagem no fórum for Acredita então IIS não tem suporte para AWE.