Моделите винаги ги е имало в Интел 386+ и до ден днешен в p4 - това са просто повече възможности, а ти ако искаш ги използваш, ако не искаш не. Това в какъв модел ще работи ОС си зависи от самата ОС. Това че линукс работи в плосък модел не означава, че другите липсват като възможност. За префикси и суфикси - това ти позволява да изпълняваш примерно К-битов код в Н-битов режим, пък ти ако искаш го ползваш , ако не искаш не. Също и за библиотеките, ако искаш само в един режим да си работиш - имаш си само едни библиотеки.
Не съм ползвал амд-64, но от спецификацията(колко такта за инструкция) следва, че за целочислени сметки трябва да са доста по бързи от 32, за умножение например около 4 пъти. Естествено за 32 битов алгоритъм компилиран в 64 битов режим няма да има полза.