Yo tengo un i7 con un ventilador frontal situado justo delante de 3 discos duros, 2 de 15000 rpm y uno de 10000 rpm (vamos, que se calientan que da gusto y el aire que entra no es demasiado fresco), y tengo otro ventilador en un lateral echando aire justo debajo de la gráfica (así el aire que cojen sus ventiladores es "fresco").
Y además de eso, tengo esto:
El disipador noctua con un sólo ventilador, un ventilador trasero y uno superior.
EDIT: Vale, no he dicho nada, no sé por qué me había hecho a la idea de que tenías un i5 xD Googleando un poco he visto que la temperatura del bicho a full (depende de disipador, claro, pero teniendo un noctua debería estar de las mejores) es de unos 40ºC, y de todas formas, como referente no está mal, teniendo lo que tienes tus temperaturas deberían ser bastante más bajas que las mías.
Yo empezaría por controlar el flujo de los ventiladores, es decir, si tienes el frontal microperforado o con respiración, pon más ventiladores sacando que metiendo, y tapa los agujeros que tengas sin nada.
Así lo que consigues es forzar una presión negativa dentro de la caja, hay más aire saliendo que entrando, por lo que no le quedarán más narices que entrar por el frontal (que siempre es por donde entrará el aire más fresco).
Yo ahora no lo tengo así, pero mi intención es tener tres ventiladores sacando aire (dos arriba y uno detrás, y dos metiendo (el de debajo de la gráfica y el del frontal), así consigo que entre el resto del aire por el frontal, el interior de la caja esté más fresco y de paso, se me refrigeren mejor los otros dos discos duros que tengo sin ventilador.
Las otras opciones serían la pasta térmica mal aplicada (que ya has dicho que está bien) o una cpu defectuosa.