En principio tiene que ver en como trabajan las aplicaciones en cpu con más de un núcleo, y tiene que ver con los procesos y si estos pueden ser separados en más hilos. Por ejemplo, puedes estar trabajando con varios procesos o programas diferentes, y tener cada uno de ellos corriendo en un núcleo diferente, pero puede ser que a su vez estos programas también repartan sus tareas entre los núcleos.
Bien, el problema está en que normalmente cada proceso único, corre únicamente sobre un núcleo, al menos que este preparado para trabajar en múltiples núcleos. Así, es posible que algunos procesos que Mental Ray realiza no estén optimizados para aprovechar todos los núcleos, en la fase inicial, en realidad no se está renderizando aún, porque está realizando otras tareas previas, por eso no empiezas a ver parte de la imagen hasta pasado un tiempo, y una vez empieza, ese proceso si esta programado para trabajar en múltiples núcleos, ya que lo que hace Mental Ray es separar la imagen en fracciones, de, por ejemplo, 16 x 16 píxeles (ese tamaño puede ser mayor o menor), y manda cada una de esas partes a un núcleo distinto, en ese momento el renderizado si esta utilizando todos los núcleos, ya que la tarea se ha separado en pequeños procesos, que van realizando uno detrás de otro, en forma de mini-renders (por decirlo de alguna forma) y formando un mosaico que una vez terminado es el render final.
No sé si te servirá la explicación, un saludo.