Você pode instalar o máximo de RAM físico que o seu hardware suporta sem qualquer penalidade de desempenho no Windows de 32 bits. O único problema é que um SO de 32 bits irá ignorar tudo menos ~ 3.5 GB devido ao limitações de usar endereços de memória de 32 bits.
Agora, é possível usar mais de ~ 3,5 GB de RAM em um sistema operacional de 32 bits. No entanto, isso introduz uma penalidade de desempenho porque o sistema operacional de 32 bits deve usar processamento extra para superar as limitações de 32 bits. Esta não é a configuração padrão para a maioria das versões do Windows de 32 bits (apenas as versões de servidor têm a capacidade.) O Linux pode usar como padrão o máximo possível de RAM de hardware.
No seu caso específico, eu ficaria mais preocupado em ter certeza de que a nova memória RAM correspondesse ao antigo. Se eles não corresponderem, pode haver um impacto no desempenho para permitir que a RAM trabalhe em conjunto. E, claro, a introdução de RAM ruim afetará a estabilidade do seu sistema.
Atualização: essa memória RAM extra exigirá eletricidade adicional, portanto, o desempenho em termos de duração da bateria pode ser reduzido. No entanto, pode não ser significativo porque a tela, CPU, GPU e disco rígido são os principais consumidores de energia da bateria.
Explicação mais longa da limitação de endereçamento de 32 bits: Para fazer operações básicas na memória (ler e escrever), o SO precisa de um método para selecionar qual parte da memória receberá a leitura ou gravação. Para eficiência, os sistemas operacionais de 32 bits usam endereços de 32 bits. Como cada endereço contém 32 bits de dados, até 4 GB de memória podem ser endereçados.
Se o SO usasse este endereço de 32 bits para acessar somente a RAM, exatamente 4 GB de RAM poderiam ser usados. No entanto, existem áreas especiais deste espaço de endereço que são usadas para outros fins. Normalmente, a maior área especial é a memória de vídeo da placa gráfica.
Agora, para superar a limitação de endereçamento de 32 bits (em um sistema operacional de 32 bits), um deslocamento também é adicionado ao esquema de endereçamento. Esta é a fonte da penalidade de desempenho. Em vez de usar diretamente um endereço de memória simples de 32 bits, um valor de deslocamento extra também deve ser verificado.