Соответственно организовывается ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ очередь из кусочков 2..8 Мб, и такая очередь не параллельная.
Нифига. Эти 2..8 Мб состоят из множества кусочков (надо смотреть, какого объёма) и обслуживают ядра по принципу "кто первый пришёл-того и тапки". Образно говоря, общая куча.
По аналогии, вапример, виртуальная память организована страницами по 4 килобайта, и такими же кусками скидывается на диск когда физической памяти не хватает (у 64-битных систем чуточку сложнее). Когда Паскаль просит Виндовс дать память для кучи, Виндовс делает это в целом числе 4-килобайтных страниц. А уже менеджер памяти паскаля разбивает эти страницы на более мелкие кусочки, напрмер, для строки из трёх букв.
Если несколько ядер активно ломятся к памяти - они начнут толкаться локтями, замедляя друг друга. При этом не ломящиеся к памяти продолжат работать на полную мощность.
Минуя первые три уровня памяти - данные могут попасть к ядрам процессора? Или вначале всегда (из 4 или 5) загружаются в 1,2,3-уровня память?
Нет. Только проходя по иерархии.
Но надо не забывать, что дробность у каждого уровня кеша разная, а разные фрагменты кеша обычно указывают на совершенно произвольные области памяти.
Ошибочно думать, что кеш отражает лишь один участок памяти целиком. Иначе грош ему цена была бы.
с процессором 4-ре ядра, априори медленнее чем аналог на мат. плате с двумя процессорами по два ядра
Разве не так? Я ошибаюсь?
Ошибка в том, что два отдельных проца будут всё равно друг с другом конкурировать за одну шину памяти, точно так же, как за неё конкурируют ядра внутри одного процессора.
Сейчас самые навороченые системы начинают использовать архитектуру где у каждого процессора на аплате - своя память, а другие процессоры могут лазить в неё, но это медленно.
Но! Требуется новые операционные системы и языки программирования для работы этого, и по любому это уже суперкомпьютеры по заоблачным ценам.
Паскаль же поддерживает 99.999% обычных компьютеров, у которых, кстати, контроллер шины памяти теперь встроен в процессор, так что два таких на одну материнку уже не посадишь (или я тут ошибаюсь?)
- может затормозить работу процессора, только в том случае,
Слишком чёрно-белое мышление. Никто ничего не заморозит, самое свинское поведение одной программы лишь замедлит всё раз этак в пять - десять.
Важно понимать, что подача в процессор кусочками не более 64 кб, противоречит понятию многопоточность в понимании многопоточности художниками, т.к. это НЕ параллельное вычисление, а последовательное... 
Последовательное вычисление, кусочками по 64 кб. <== Все данные правильно установлены художниками или есть нюансы?
