Решил для тех, кому интересно.
Воспользовался функционалом laravel, но можно сделать и с обычными массивами.

$initial = $model->get();
$transformed = [];

$initial->transform(function ($item, $key) use (&$transformed) {
    if(!isset($transformed[$item->model]){
        $transformed[$item] = collect();
    }

    $transformed->push($item);
});

В случае с обычным PHP достаточно воспользоваться функцией array_map() вместо $collection->transform() и массивами, вместо коллекций.