Лучшее решение - использовать раскраску графа для разбиения сетки на субдомены.Каждый цвет обладает тем свойством, что элементы в нем могут быть собраны параллельно без использования памяти.Используя этот подход, вам требуется только столько проходов через сетку, сколько есть цветов для завершения сборки.
Существует много литературы по параллельной конечной сборке элементов и множество очень хороших кодов разделения графовдоступно (например Метис ).Google ученый, вероятно, лучшее место, чтобы начать знакомство с техникой.