Vamos a ver, una cosa es que los sistemas operativos de 32 bits estén diseñados para procesadores de 64 bits, que obviamente no, y otra muy distinta es que los procesadores de 64 bits funcionen correctamente (y sin pérdida de rendimiento) en sistemas operativos de 32 bits, que eso sí.
Un procesador depende de muchas cosas más que del ancho de palabra máximo que acepta, y hoy por hoy un Athlon64 tiene un rendimiento bastante superior al de cualquier Sempron.
Por tanto, no tiras el dinero en un AMD64, que sinceramente, merece la pena.
Saludos