Почему двухъядерный смартфон работает плавнее четырёхъядерного? От чего зависит эта плавность?

Не правда, не в ОS дело! →это я тому, кто ответил, что типа операционка во всём виновата. . .
Это зависит от самого процессора, от количества ОЗУ на борту, от оболочки, которая надстроена в прошивку и от мощности каждого из ядер! ! !Может стоять 4-х ядерный процессор от Брадком (китайский) , а может 2-х ядерный Интэл Атом. И само собой эти процессоры совершенно разные и привилегии в плавности работы будут на стороне Intel atom. Скорость преимущественно зависит от тактовой частоты. Соответственно 2-х ядерный процессор с частотой ядра 2 Ггц будет работать (обрабатывать данные) быстрее, чем 4-х ядерный с частотой ядра 1,2 Ггц. примеру. Преимущество большего количества ядер в многозадачности. Единственный плюс 4 ядер — это то, что при одновременной работе с несколькими приложениями, 4-х ядерный процессор будет показывать большую производительность, т. к. нагрузка будет распределена на 4 ядра. Но если Вы не работаете например в 5–6 положениях одновременно, а используете только то что используете (то что не используете — закрываете) , то 2-х ядер с частотой 2 гГц хватит за глаза, чтоб всё работало плавно и быстро. Желательно так-же уделять особое внимание очистке ОЗУ и систематически очищать память, дабы устройству не приходилось лишнюю и не нужную информацию обрабатывать.

А все остальное совпадает? Объём свободной оперативной памяти, частота процессора, версия ОС, работающие в фоне приложения?

Не в ядрах дело, а в операционной системе