El procesador tiene el manejo y direccionamiento de la memoria, pero es la tarjeta madre quien se encarga de la compatibilidad de los modulos de memoria que puedes usar.
Los procesadores AM3 pueden usarse en una tarjeta madre con zocalo AM2+, lo primero es tener la version del BIOS que les de soporte ademas de estar en la lista de procesadores soportados, un tanto por el tema de etapas de poder que tiene la tarjeta madre y no poner un procesador que sobre pase la proteccion y manejo de corriente.
Yo tengo una gigabyte con chipset AMD790X y uso un Phenom II x3 720 BE, el zocalo es AM2+ y el procesador es AM3 y solo fue actualizar el BIOS para que lo reconociera correctamente.
Como esta tarjeta madre gigabyte trae chipset SouthBridge SB600 no se puede usar la opcion que desbloquea el cuarto nucleo del 720Be, solo tarjetas madre con chipset SB650 o superior tienen esa opcion de desbloqueo.
Sobre la pregunta generica de si pasar de X2 a X3, t ereponderia: ¿Y que pierdes el tiempo preguntando en lugar de ir al comprarlo?, algunos juegos te lo agradeceran lo mismo que algunos otros programas.