Il perché della frequenza dimezzata, innanzi tutto, non è dovuto alla presenza del dual channel. La memoria di tipo DDR (anche la DDR2 è di questo tipo: DDR di seconda generazione) è in grado di veicolare due dati per ogni ciclo di clock; "DDR" è infatti l'acronimo di Double Data Rate. Questo fa sì che un modulo di DDR2 667 funzioni in realtà a 333 MHz, ma potendo veicolare due dati per ciclo di clock, è come se funzionasse a una frequenza equivalente doppia rispetto alla frequenza reale. Questa regola vale anche se nel pc è montato un solo modulo in single channel, perché, come spiegato, la presenza di uno, due o più canali di memoria ram non c'entra con questo discorso.
Premesso questo, la spiegazione del perché la ram venga fatta funzionare a 266 MHz ( = DDR2 533) credo proprio che sia quella da te individuata: il processore limita la frequenza della ram. Il FSB di questi chipset (e dei relativi processori) era di tipo "quad pumped": la frequenza reale di questi bus era quindi 1/4 della frequenza equivalente mostrata. In questo caso, quindi, il FSB funziona in realtà a 133 MHz (533/4) e il rapporto tra FSB e ram è quindi 1:2, rapporto che ritengo sia il massimo possibile. Per raggiungere i 333 MHz della DDR2 667, quindi, occorrerebbe un processore con FSB 667 ( = 166 MHz).