Segundo a Wikipedia, provavelmente é o chipset ou BIOS.
A Intel afirma que o Atom suporta apenas operações de 64 bits "com um processador, chipset, BIOS" que suportam o Intel 64. Esses sistemas Atom que não suportam todos eles não podem ativar o Intel 64. [26] Como resultado, a capacidade de um sistema baseado em Atom executar versões de 64 bits de sistemas operacionais como Ubuntu ou Debian GNU / Linux pode variar de uma placa-mãe para outra.
Acabei encontrando essa resposta enquanto escrevia a pergunta, mas achei que valeria a pena postar, pois não consegui encontrar uma resposta aqui. Pode não ser específico o suficiente para o Ubuntu?