Voy a ir aclarando tus dudas por orden cronológico:
La mejor cache es la L1, de ahí para atrás son mas lentas, así que es mejor que un CPU tenga 1 MB de L1 que 50 MB de L3.
Todos los CPUs actuales son de 32 y 64 bits (poseen arquitecturas X86 y X64), y funcionan en cualquier sistema de 32 o de 64 bits. Por ejemplo, un Pentium 4 HT (un CPU ya viejo y lento) funcionara tanto en Windows XP Home Edition (SO de 32 bits) como en Windows Vista Ultimate 64 bits (independiente del rendimiento, pero funcionara).
Discutir sobre AMD vs Intel es un tema requetecontra repetido, pero yo considero que ahora están casi empatados, porque los nuevos Phenom II no son tan baratos como dice Chapin, incluso los X4 (como el 940) estan mas caros que los C2D Q9450.
Los AMD Opteron son CPU's para servidores, si quieres compararlo con Intel, seria con los intel Xeon y ambos son mejores que sus parientes para hogar y oficina, que son los CPU's que todos tenemos (Pentium , Celeron, Sempron, Core 2 Duo/Quad, Phenom, etc).
La cache es una memoria, así como la RAM, pero mucho mas rápida (seria como comparar una SDR PC-100 con una GDDR5), y a raíz de esto es extremadamente cara de fabricar, por eso (como digo mas arriba) los CPU's traen muy poca cache L1 y mas L2 o L3.
Supongo que no sabes como funcionan los CPUs, así que solo te daré una referencia lo mas simple posible como para no enredarte (porque en realidad explicarlo con lujo de detalles me llevaría una semana): los CPUs toman un valor de la memoria (leen), lo procesan y devuelven a memoria ya procesado (escriben), mientras mas rápida sea esa memoria, mejor rendimiento ¿ok?.
El Cache "L" viene de nivel -"Level" en ingles- y sirve para almacenar datos (bits/bytes) tal como la RAM, la de nivel 1 (L1) es la mas rápida y almacena datos I/O (lenguaje maquina) que se usan muy a menudo (supongamos que así como cuanto da la suma de 1+1=2 y 2x2=4). La L2 y la L3 (nivel 2 y 3 respectivamente) almacenan ya palabras completas que se usan reiteradamente (supongamos "$variablepesada = chorrocientos mil millones / ecx = $variable pesada+$otravariable") y cuando estas memorias ya están llenas, ahí recién acceden a la RAM, que es (por decir algo) mil veces mas lenta.
Seguramente tu pregunta sera "¿Y por que no hacen CPUs con 2 GB de Cache?", pues por la sencilla razón de que valdrían como U$1.000.000 y no creo que cualquier persona se lo pudiera comprar.
Es mejor 1 MB de Cache compartido entre 2 núcleos (si, esta bien dicho) que 512 KB para cada uno separados, ¿por que?, pues porque en la mayoría de las ocasiones vas a usar solo un núcleo (a menos que pases jugando o editando vídeo todo el día) y entonces ese único núcleo podrá hacer uso del MB completo y no se relentizara accesando tanto a la memoria RAM.
Tu ultima duda esta enredada, porque estas mezclando una marca (Intel Core /Intel Core 2 Duo/Quad) con un termino en ingles usado para núcleo (core = corazón, núcleo, centro).
Intel Core es el padre del Core 2 Duo, salio después de los Pentium 4 HT. Y en aquel entonces había CPU's Intel Core de un núcleo y de dos, llamados respectivamente Intel Core Solo e Intel Core Duo.
Después vienen los Intel Core 2 Duo (C2D), Intel Core 2 Quad (C2Q) e Intel Core 2 Quad Extreme (C2QX), de 2 y 4 núcleos respectivamente y la serie Extreme solo tiene la cualidad de tener el multiplicador desbloqueado (sirve para hacer overclocking).
Así que en realidad seria:
Intel Core Solo = 1 núcleo
Intel Core Duo = 2 núcleos (no uno solo que trabaje por 2)
Intel Core 2 Duo = 2 núcleos de la segunda generación de la arquitectura Core (es igual que Phenom y Phenom II o Pentium y Pentium 2, 3, 4, etc, nada que ver con la cantidad de nucleos)
Intel Core 2 Quad = 4 núcleos.
La diferencia esta en el sufijo (o apellido) Duo o Quad, siendo obviamente Duo de 2 nucleos y Quad de 4, y como dije anteriormente el Core 2 Quad Extreme tambien es de 4 nucleos, pero tiene el multiplicador desbloqueado.
Si quieres mas info, busca en Wikipedia, no es nada difícil de encontrar.
Ahora, una pelea interna con Chapin
:
¿En que juego le gana el Phenom II 940 al Core i7 940? (curiosa coincidencia de nombres... me hace recordar al Athlon 64 2800+ y el Pentium 4 HT de 2.800 Mhz
)
Salu1+1