Interessante questão teórica.
Primeiro, vamos ser claros: a arquitetura de 64 bits da Intel é, na verdade, uma extensão de 64 bits da AMD para a arquitetura de 32 bits da Intel. Essa é a origem do termo muito técnico dex86_64 . Então você está perguntando sobre CPUs específicas da Intel, ou sobre a arquitetura x86_64 em geral? Em segundo lugar, você está escrevendo ou editando o artigo da Wikipedia sobre essa entrada? Se assim for, devemos evitar o uso da Wikipedia para ajudar a encontrar a resposta:)
Por que o tamanho máximo teórico da memória virtual não seria limitado pelo comprimento de palavra de 64 bits dos ponteiros de endereço? De acordo com o artigo da wikipedia, "a AMD decidiu que apenas o mínimo de 48 bits seria usado". Versões futuras da arquitetura permitem que isso seja estendido. Então, na verdade, o "máximo teórico" poderia ser 2 ^ 64. Então agora estamos falando de algo menos que teórico.
O x86_64 "modo longo" de endereçamento permite 2 MB páginas , ou seja, 2 ^ 21 não apenas 4KB (2 ^ 12) páginas, uma diferença de 2 ^ 9, então eu obtenho ( dos seus cálculos) 2 ^ 57. Mas isso é mais do que a arquitetura atualmente permite, então ainda é "apenas" 2 ^ 48.
Para memória física, novamente da Wikipedia, "As implementações AMD64 atuais suportam um espaço físico de endereçamento de até 2 ^ 48 bytes de RAM". OK, mas talvez haja outros limites impostos em outros lugares. Na extremidade muito baixa, temos o fabricante da placa-mãe, que geralmente define isso com base no número de slots. Alguns estão no meio, temos o controlador de memória, que atualmente está integrado na CPU (mas nem sempre, e não necessariamente - mais uma vez, quão teórica é essa questão). Os controladores de memória também limitarão o espaço de endereço ou o número de chips possíveis que eles controlam.