由於GPU具有高並行結構,所以GPU在處理圖像數據和復雜算法方面擁有比CPU更高的效率.GPU與CPU在結構上存在着差異,CPU大部分面積為控制器和寄存器,與之相比,GPU擁有更多的ALU(邏輯運算單元)用於數據處理,而非數據高速緩存和流控制,這樣的結構適合對密集型數據進行並行處理.CPU執行計算任務時,一個時刻只處理一個數據,不存在真正意義的並行,而GPU具有多個處理器核,在一個時刻可以並行處理多個數據.
GPU采用流式並行計算模式,可對每個數據進行獨立的並行計算,所謂"對數據進行獨立計算",即,流內任意元素的計算不依賴與其它同類型數據,例如,計算一個頂點的世界位置坐標,不依賴與其他頂點的位置.而所謂"並行計算"是指"多個數據可以同時被使用,多個數據並行運算的時間和1個數據單獨執行的時間是一樣的".