В предельном случае может получиться, что одна матрица как раз помещается в кэш процессора и поэтому обрабатывается мгновенно, а при попытке обрабатывать две сразу они все время выталкивают друг друга, увеличивая время на порядок. Чтобы это исключить, нужна вторая машина.