Configurar o limite de memória como proposto parece estar funcionando bem com o PHP 5.5.15 e extensão Suhosin 0.9.36 uma máquina de 64 bits. Suhosin suporte para limites de memória > 2GB foi adicionado com a versão 0.9.32 em 2010.
Prova de conceito:
php -d suhosin.memory_limit=3072M -d memory_limit=3072M -d suhosin.log.sapi=2 -r "ini_set('memory_limit', '2048M');"
php -d suhosin.memory_limit=3072M -d memory_limit=3072M -d suhosin.log.sapi=2 -r "ini_set('memory_limit', '4048M');"
ALERT - script tried to increase memory_limit to 4244635648 bytes which is above the allowed value (attacker 'REMOTE_ADDR not set', file 'Command line code', line 1)