OK, parece que a coisa da CPU era uma pista falsa. O problema real era a RAM. Aparentemente, um dos dois módulos de 2GB que eu pedi está completamente quebrado. Se eu removê-lo, a máquina inicializa muito bem, não importa em qual soquete o outro módulo esteja. O mais estúpido é que provavelmente terei que enviar os dois de volta, já que os comprei como um conjunto.
BTW, encontrei um guia muito bom para solucionar problemas de PCs personalizados no Tom's Hardware.