Nein bzw. fast nein.
Die theoretischen Grundlagen für diese Antwort haast Du bereits selbst gegeben. Es gibt eine Mini-Ausnahme: Jede Festplatte hat einen Cache, der mehr oder minder genutzt wird. Übertragungen vom und zum Cache können bei 133er Controllern die volle vorhandene Bandbreite ausnützen, bei 100ern ist sie eben geringer.
Dabei ist es völlig egal, ob es sich um eine SATA oder eine PATA-Platte handelt. Die Übertragungsrate ist (bei gleicher Plattengeomrtrie, z.B. Speicherdichte), gleich. (Daß eine Sata schneller ist als eine Seagate ST-251, ist klar).
Der System-Geschwindigkeitsvorteil bei einem 133er Controller ist aber kaum meßbar und nicht fühlbar - wurde auch schon mal getestet.
Das Fazit, daß die Neuanschaffung eines 133er Controllers bei Vorhandensein eines 100er Controllers reine Geldverschwendung ist, teile ich also.