Как я помню, логика такая.
Половина сэмплов (рандомно) пикселя записываются отдельно от основного сэмпла, и сравнивается с ним. Когда разница между ними становится меньше порога, то этот половинчатый сэмпл становится основным и рендер этого пикселя считается готовым.
Но если соседний пиксель внезапно требует большего количества сэмплов (например на границе материала), то и этот уже "готовый" пиксель делает доп проходы.
О тенях и свету. Могу предположить, что это происходит т.к. для пикселей в тени часть из них не находит достаточно света и считается "готовым", но затем соседи этот свет находят, в результате чего первые пиксели опять запускаются.