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程度の差こそあれメモリ自体も発熱するものですが、
「かなり」熱くなるのはケース内のエアフロー（通気性）が、
何らかの理由で悪化していることが考えられます。
恐らくチップセットのヒートシンクも同様に熱くなっているはずです。
5インチベイが複数空いている場合には、
空きベイを利用する送風ファンから直接風を当てるのも一策。
あとエアフロー改善には排気ファン強化が効果的なので、
可能ならば背面の排気ファンは12cm級以上のものを使いましょう。

＞マザーボード：ASUS P5Q-VM

最新のBIOSにアップデートしたうえでBIOSの項目を確認してください。
メモリオーバークロックしている場合（例：DDR2-800をDDR2-1066に設定）、
メモリ電圧を若干上げるかオーバークロックを解除するなどして、
負荷状態での様子を見てください。
またXP-SP3は32bitのみなのでシステムメモリを約3GBまでしか認識せず、
変にメモリを余らせると動作不安定になることがあるようです。
DDR2対応のマザーボードで動作不安定になった経験はないのですが、
振り返るとグラフィックにメモリを目一杯割り当てていたので、
無意識のうちに問題を回避していたのかもしれません。
これもBIOSで調整可能なので併せて試してみてください。