Да, при переходе на 64-разрядную систему вы можете значительно повысить производительность (более 10% в большинстве сценариев). Однако обратите внимание, что такое улучшение не воспринимается для 32-битных процессов.
Это достигается не за счет использования PAE, а за счет самой 64-битной среды, которая работает больше с меньшими циклами ЦП. Как предложил Хеннес в комментариях, проверьте это для деталей: 32-битные и 64-битные системы.
Что касается процента, я сам проверил его (хотя я использовал Debian, но достаточно близко). Кроме того, поиск в Интернете дал мне это:
Phoronix взглянул на разницу в производительности между 32-битной и 64-битной версиями Ubuntu 13.04. Они обнаружили, что 64-разрядная версия Ubuntu показала превосходную производительность в реальных тестах.
Источник: http://www.howtogeek.com/165144/htg-explains-should-you-use-the-32-bit-or-64-bit-edition-of-ubuntu-linux/
Что касается использования оперативной памяти, у меня также есть 8 ГБ, и этого достаточно. Мой сценарий использования в значительной степени совпадает с вашим. Конечно, это зависит от объема оперативной памяти, необходимой вашей виртуальной машине.
Посмотрите на скриншот и, поскольку вы не упоминаете игры, я рекомендую дважды проверить BIOS, чтобы убедиться, что у вас выделено не более 256 МБ выделенной видеопамяти. Также на скриншоте я хотел бы предложить вам использовать исключительно Firefox, так что об этом стоит упомянуть, поскольку Chrome действительно использует много оперативной памяти.
Теперь, несмотря на то, что переключение архитектур определенно ускорит процесс (что вы можете проверить самостоятельно, например, с помощью теста PeaceKeeper - запуска с 64-битного Live CD), весьма вероятно, что замедление, с которым вы столкнулись, связано на жесткий диск. Дефрагментация обычно не требуется для Ubuntu, если только у вас не хватает места на диске, поэтому я бы проверил это.