O que funcionou no final foi definir explicitamente o tamanho da tela virtual e como o modo preferido para ambos das telas:
Section "Monitor"
Identifier "DP-1"
Option "Primary" "true"
Option "Position" "1200 360"
Option "PreferredMode" "1920x1200"
EndSection
Section "Monitor"
Identifier "DP-2"
Option "Rotate" "left"
Option "PreferredMode" "1920x1200"
EndSection
Section "Screen"
Driver "radeon"
SubSection "Display"
Virtual 3120 1920
EndSubSection
EndSection