Mon 6000+ (pas très loin du tien donc), limite ma 4830 dans certains jeux (assez rares).
Vu la différence entre nos CG, je ne serais pas étonné que ton 6400+ limite ta carte graphique.
Fait le test : active des options graphiques qui utilisent uniquement la CG et compare à tes fps sans ces options. Si c'est le même, tu es sans doute cpu limité.
Par exemple, j'ai autant de fps sous TF2 en 1680*1050 tout à fond aa*4 af*16 qu'en 800*600 tout au mini ou en 1680 sans filtres (gestion du dual core un peu légère)
Moi je joue à crysis en high, mais je suis limité par la cg.
Mais en règle générale, avec un proc comme le tien, c'est 4850 maxi (ou 4870 sur un 24"+ et encore), mais après, ça dépend des jeux