O novo chip WiFi pode suportar novos padrões como canais "largos" (largura de banda dupla) ou coisas como um preâmbulo curto que aumentaria o desempenho em relação aos chips mais antigos. Isso explicaria o aumento na velocidade que você está percebendo por ele.
A diminuição subseqüente na velocidade quando um dos chips mais antigos é visto seria devido ao fato de que, por razões de compatibilidade, o WiFi do roteador retornaria ao modo mais alto suportado por todos os clientes (a velocidade de 15MBps) para que todos possam se comunicar efetivamente.