Láthatóan nem vagy tisztában a processzorok (és operációs rendszerek) működésével. Ez nem baj. Ha érdekel a téma, pl. Tanenbaumtól a Számítógép-architectúrák c. könyv jó lehet kiindulásnak.
Sajnos nincs időm mindent leírni, csak pár megjegyzés.
A külön mag és az SMT pontosan ugyanúgy látszik a szoftverek felé (beleértve az operációs rendszert is), nem kell, hogy egy fizikai mag minden virtuális magján ugyanaz a processz fusson.
A processzor pontosan tudja, hogy mely fizikai címet képezte le a cache mely szeletére, így nem gond neki, ha több processz ugyanazt a logikai címet használja.
Az írásodból az érződik, hogy úgy képzeled, ha 256 kB a cache, akkor egy ekkora mennyiségű részt olvas be egyszerre a memóriából. Nagyon nem ez a nagyságrend: egy tipikus cache blokk pl. 64 bájtos. Ha elugrik 1MB-tal majd vissza, akkor szépen megtalálja a korábbi adatot.
Egy memóriacímről adatblokkot nem csak egy helyre lehet elhelyezni a cache-ben, így ha két adat is ugyanoda kerülne a cache-ben, akkor sincs feltétlenül gond.
A házépítés egyébként elég jól párhuzamosítható feladat. Ha kimész egy építkezésre, láthatod. Persze be kell fejezni az 1. emeletet, mielőtt a 2.-at elkezdik, de jó szervezéssel viszonylag jól optimalizálható, kevés lesz a várakozás. Egy párhuzamosított programnál is megvannak erre az eszközök. Nem triviális a dolog, tapasztalat kell, ezért is olyan lassan állnak át a szoftverek a nagyobb magszám támogatására.