Substituiu a placa-mãe - problema resolvido. Eu suspeitava que poderia ter algo a ver com a interação da placa-mãe com a placa gráfica, mas eu não conseguia entender por que o problema apareceria no Gnome e no Unity, mas não no Xfce. Pode ter algo a ver com os drivers ou talvez a pressão sobre o sistema. De qualquer maneira, a substituição da placa-mãe resolveu completamente o problema.