Если вы сохраняете свою матрицу в виде карты координат, любой язык, для которого доступна параллельная реализация словаря, должен выполнить эту работу за вас.
В Java есть ConcurrentHashMap
, а в .NET 4 - ConcurrentDictionary
, которые позволяют параллельно вставлять многопоточные неблокирующие (afaik) элементы.