ה״מוח״ של המחשב הוא המעבד – רכיב החומרה שמעבד ומבצע את הפקודות שנשלחות אליו מזיכרון המחשב. לאחר שהתברר בעשור האחרון כי לא ניתן להאיץ את מהירות הפעולה של מעבד בודד מעבר לגבול מסוים בעלות סבירה, התעצם השימוש במחשבים מרובי-מעבדים. אלה מהווים כיום את הסטנדרט במחשבים שולחניים, לפטופים ואפילו טלפונים חכמים. מחשבים אלה תומכים במספרים הולכים וגדלים של ליבות חישוב. כדי להריץ חישוב כלשהו במספר מעבדים במקביל, צריך להשתמש באלגוריתמים המותאמים לכך הקרויים אלגוריתמים מקביליים, המורכבים מכמה ״חוטים״ של חישוב. עם חוט חישוב אחד אפשר לבצע את האלגוריתם רק במעבד אחד; קיומם של מספר חוטי חישוב מאפשר לאלגוריתמים מקביליים להתבצע בכמה ליבות חישוב בו זמנית. על מנת להבטיח את נכונותם של האלגוריתמים המקביליים, צריך לבצע סנכרון בין חוטי החישוב השונים: צריך לוודא שפעולות הקריאה והכתיבה שהמעבדים השונים מבצעים מהזיכרון המשותף של המחשב יהיו בתיאום ובסדר הנכון. אלא שמעבדים מרובי-ליבות מודרניים משתמשים במודל חלש של גישות לזיכרון המשותף של המחשב, שדרכו נעשית התקשורת בין האלגוריתמים והמעבדים השונים. כתוצאה מכך, בתנאים מסוימים סדר פעולות הקריאה והכתיבה של המעבדים אינו תואם את סדר הפקודות המופיעות בתוכנה. לעתים רבות ביצוע זה שלא לפי סדר מאפשר לשפר את ביצועי התוכנית. עם זאת, ביצוע כזה עלול במקרים מסוימים לשבש את ביצוע האלגוריתם. לכן נדרשים מנגנוני סנכרון מיוחדים על מנת לשמור על נכונות התוכנית. המחקר הנוכחי בודק מנגנונים מוכרים לסינכרוניזציה יעילה בין חוטי חישוב שונים. תרומה מרכזית של המחקר היא הוכחה שאלגוריתמים מקביליים הפועלים במעבדים הקוראים וכותבים את הפקודות שלא לפי סדר מחייבים שימוש בפעולות יקרות על מנת להבטיח את נכונות התוכנית. יתר על כן, המחקר זיהה אילו מודלים של מעבדים יעילים יותר מבחינה זו. תרומה נוספת של מחקר זה היא הצגה של טכניקה חדשה למימוש יעיל של אלגוריתמים עבור מערכות עם ריבוי-ליבות. הניסויים שלנו מראים כי לאלגוריתמים שלנו ביצועים טובים בהרבה מאלגוריתמים מקביליים קודמים. בנוסף, הצגנו שיטות מבוססות-תוכנה אשר משפרות את הביצועים של פעולות סנכרון בחומרה.