Обычные симуляторы симулируют просто частоты, как заявлено в спецификации.

А если звук отличается, то видимо проявляются особенности реализации устройства, задержки, искажения, что то ещё.
Не скажу что эмуляторы плохо работаю, но на отдельных сэмплах разница видна и не аудиофилу, и без наушников.
То же касается и ламповых усилителей мощности, в которых "ламповая специфика" это на самом деле дефект воспроизведения. Но там надо ещё напрячься, что б разницу заметить.

Упомянутый Pianoteq симулирует механику пианино, гармоники групп струн, удары молоточков, массы, отражения звука от стенок, и очевидно, что способен сожрать все ресурсы процессора. Но звук приятный.

AY не настолько сложный чип, что б эмулировать как угодно.
Возможно, просто нового кода пишут мало, а берут готовые реализации эмуляторов, как я, косметически правят, и на выходе продукт вроде бы новый, но реализация эмуляции старая, с учетом возможностей старых компов.