Y digo yo... Y si en vez de ir al tuntun, coges y miras el %de uso de la gráfica?
La verdad que te vendría bien cambiar de procesador, pero tal vez no sea ese el problema de tus bajos fps, yo antes lo comprobaría para saber que comprar primero.
Buscate un programa que te monitoree a tiempo real el uso de GPU, CPU, RAM... por ejemplo el OpenHardwareMonitor, desactivas los Vsync, juegas media horita y miras los % en la grafica (plot).
Referencias de buen funcionamiento:
CPU% (en cada núcleo): siempre por debajo del 80% (un valor un poco arbitrario, pero de referencia, que no sature vamos...)
GPU% por encima del 99%
RAM% por debajo del 80%
Si se te cumple esto mientras juegas el problema estaría en la gráfica o la optimización del juego, puede deberse a que le falta potencia en la GPU o bien que le falta Vram (de la dedicada de la gráfica).
Problemas adicionales (throttling):
Si ves que las frecuencias de la CPU o GPU (ponlas en la grafica tambien, al igual que las temperaturas) bajan mientras juegas, podría significar que estás llegando al límite de temperatura y pasa a "modo enfriar" de repente, bajando frecuencias y dandote bajones de FPS durante unos segundos, hasta que bajan de temperatura.
La solucion de esto sería, limpiar todo bien, volver a probar y si persiste invertir en un disipador mejor o cambiar de CPU/GPU.
No se si te ayuda en algo, cualquier duda que tengas nos dices