Насколько я знаю, устройства на PCI(-e) равноправны. Т.е. по-идее, возможно несколько процессоров, подключаемых параллельно к PCI(-e). И мысль: а может вместо замены проца на более новый, можно воткнуть плату с процесором. С SMP, вероятно, можно попрощаться, но вроде должно работать.
Вроде примерно это и есть Intel Xeon Phi. А есть еще аналогичное, не обязательно x86(-64)? ARM, например.