In realta' I2C puo' funzionare con i pullup interni.. il problema e' il tempo di salita del segnale che e' troppo lento e quindi limita la frequenza effettiva con cui si riesce a dialogare sul bus. Avevo scritto un post dettagliato sul problema dei pullup. Consiglio inoltre la lettura di http://www.dsscircuits.com/articles/effects-of-varying-i2c-pull-up-resistors.html che contiene esempi pratici sul dimensionamento dei pullup.
Personalmente, in tutti i miei design non salgo oltre i 2K2, anzi la FreeIMU v0.3.5_MS montera' pullup da 1K5. E nei miei test sono riuscito ad overcloccarle fino ad 800 KHz.