> Насколько я понимаю, почти все что связано с графикой - параллелится очень
> хорошо. Поэтому GPU такими и делают.

Нет, только простые алгоритмы.
Например реализовать bidirectional surface integrator (http://www.luxrender.net/wiki/LuxRender_Render_settings) уже проблемно. Нормально работает только обычный path tracing.

Есть у них реализация сложных алгоритмов на CPU + tracing на gpu - гибридный режим (http://www.luxrender.net/wiki/GPU). На реальных сценах ускорение в 1.5 раза (они говорят что может быть до трех раз, но может быть и медленнее чем без gpu вообще).

Я периодически ковыряюсь с SmallLuxGpu - отдельный проект luxrender'а полностью на opencl. Там хоть немного что-то усложнишь - и приплыли - скорость падает 2-10раз, а может и вообще тупо всю память съесть при компиляции и упасть. Приходится шаманить с кодом и подбирать версии драйверов.

>> почти не различимо.
> Однако ж сравнивать разные алгоритмы с разным результатом - не комильфо.

Вот пример: http://www.archi3t.it/public/confronti/prove-flash.jpg
На шум не смотрите - для физически корректных нужно очень много времени для полного устранения шума. Материалы тоже могут немного отличаться - у всех рендерингов они разные и не так просто их подогнать 1-в-1.