A memória virtual (paginação) é ativada no nível da CPU. Isso significa que a CPU usa a MMU para converter o endereço virtual (como visto pelo aplicativo) em endereço físico. A memória é dividida em páginas. A página pode ser carregada na memória ou carregada no disco. Se a página estiver no disco, o acesso a esta página resultará em uma falha de página processada pelo SO (o SO carrega a página do disco).
Então, se você não tem swap, você ainda tem memória virtual, a CPU ainda usa MMU e divide a memória em páginas, mas o SO não pode mover a página para o disco.