Ответ на мой вопрос: максимальная частота не падает, даже если монитор ресурсов показывает, что это так.
Мой процесс работал с приоритетом в реальном времени, а монитор ресурсов работал с обычным приоритетом. Как только мой процесс стал действительно занят, монитору ресурсов не были предоставлены циклы процессора, необходимые для измерения значений, которые он отслеживал. Как следствие, он ошибочно отображал нулевые значения.
Особенно меня удивляет тот факт, что графический интерфейс монитора ресурсов успешно обновлялся, график смещался влево без каких-либо заметных нарушений. Причину было бы намного легче определить, если бы графический интерфейс пользователя также остановился.
Извините за ответ на мой собственный вопрос - не уверен, что это уместно. Однако я не хочу, чтобы другие тоже тратили время на это.