No .Net (uma plataforma de programação da Microsoft), as versões de tempo de execução (2.0 vs 4.0) são completamente separadas e geralmente não interoperam sem trabalho extra. Nenhuma surpresa que cada um precisaria de seu próprio conjunto de otimizadores. Para cada versão da plataforma, a otimização 32 e 64 é bem diferente, então não acho que seja irracional ter 4 cópias de clr_optimization em execução.
Eu não vi o processo clr_optimization.exe de que você fala na minha máquina, por isso não posso oferecer detalhes sobre o comportamento esperado.