Los que comparten el mismo núcleo físico deben tener la misma identificación de núcleo e identificación física, con un número de procesador diferente. Prueba esto:
cat /proc/cpuinfo |egrep "processor|physical id|core id" | sed 's/^processor/\nprocessor/g'
El problema ya está resuelto por Portable Hardware Locality (hwloc).
Esta utilidad mostrará cómo se organiza el sistema en términos de compartir paquetes físicos, cachés, núcleos físicos. También es compatible con HT y Linux.