Si desde Windows 2000 al ser de la familia NT -como XP, 2003 server/XPx64, VISTA, 2008Server/Seven- se detecta mas de un nucleo.
Windows XP detecta hasta de 4 nucleos -no e podido probar con los procesadores de 6 nucleos aun, pero considero que debe reconocer todos los nucleos tambien-. Si es una version completa del XP Pro no deberias tener mayor problema, si es XP Home si puede ser que no detecte todos los nucleos.
Tambien deberias actualizar el BIOS de la tarjeta madre, si desde el BIOS hay problemas en la deteccion correcta del procesador lo de menos sera el sistema operativo que uses y bajar e instalar el controlador AMD que es para optimizar el rendimiento de procesadores multinucleos, en SP2 me parece ya no es necesario.
Tambien revisa que no tengas puesto a solo 1 nucleo.

Nota, tengo XP Pro y un Phenom II x3 720 y reconoce los 3 nucleos, lo mismo tengo XP x64 e igual reconoce los 3 nucleos. Anteriormente tenia un Athlon64 x2 5200+ y desde la instalacion de WXP SP2 funcionaron ambos nucleos y al realizar el cambio al Phenom II igual sin mas reconocio los 3 nucleos.
http://modding.com.mx/hoy-es-un-gran-di ... vt747.htmlhttp://support.amd.com/us/Pages/dynamic ... 73&lang=ushttp://files.aoaforums.com/D421-AMD%20C ... Tools.htmlAhora, independientemente del problema o no problema con los nucleos, instala cualquier sistema operativo que gustes, pero que sea x64 porque usaras los 4GB ademas de que aprovecharas mejor la arquitectura de 64bits del procesador.