Но при этом очень часто более высокочастотный проц с 12 потоками демонстрирует больший фпс.
Потому что можно задачу распараллелить на много потоков, но это не гарантирует выигрыша по времени выполнения этой задачи по сравнению с одним потоком. Хотя бы потому, что у распараллеливания есть свой оверхэд на его организацию, а зачастую добавляются проблемы синхронизации, доступа к общим ресурсам и т.д.