由于GPU具有高并行结构,所以GPU在处理图像数据和复杂算法方面拥有比CPU更高的效率.GPU与CPU在结构上存在着差异,CPU大部分面积为控制器和寄存器,与之相比,GPU拥有更多的ALU(逻辑运算单元)用于数据处理,而非数据高速缓存和流控制,这样的结构适合对密集型数据进行并行处理.CPU执行计算任务时,一个时刻只处理一个数据,不存在真正意义的并行,而GPU具有多个处理器核,在一个时刻可以并行处理多个数据.
GPU采用流式并行计算模式,可对每个数据进行独立的并行计算,所谓"对数据进行独立计算",即,流内任意元素的计算不依赖与其它同类型数据,例如,计算一个顶点的世界位置坐标,不依赖与其他顶点的位置.而所谓"并行计算"是指"多个数据可以同时被使用,多个数据并行运算的时间和1个数据单独执行的时间是一样的".