Como te han dicho tienes que buscar el modelo concreto de placa base (te puedes ayudar de software como aida 64 o HWinfo), y buscar que es lo máximo que acepta.
Mucho me temo que aún siendo socket 775, al ser de 2006, tenga como máximo admitido algún Pentium D.
Ha llovido mucho desde entonces, y mi memoria no es muy buena, pero creo recordar que había cambio en reguladores de voltaje o algo así de las primeras placas, y no eran compatibles con los procesadores más nuevos.
Yo mismo tuve una Asus P5PL2 que solo admitía Pentium D como máximo.
Un pentium D (dos Pentium 4 bajo un mismo encapsulado unidos por el FSB) hará que consigas una diferencia brutal con respecto a lo que tienes, pero tampoco esperes milagros porque ya se van quedando cortos. Eso sí, he visto proces de este modelo venderse en 7 u 8 euros nada más. Si al final te decides a cambiar, busca un Presler (serie Pentium D 900, que son un pelín más potentes pero mucho más frescos).
Un saludo
PD: Tampoco descartaría la opción de buscar algún Phenom II/Q6600 + placa que se están viendo muy muy baratos. Con esto tendrías para aguantar varios años viendo que a día de hoy te sigues "apañando" con un Pentium 4.