Спасибо, попробую и с выложенными файлами.
Я тем временем провёл эксперимент с предыдущим проектом. У него входные файлы всего 1280х720, но выходные параметры я поменял на эти:

В результате разрыв увеличился ещё больше. Софтовый рендеринг занял 3 минуты 30 секунд, рендеринг с CUDA – 1 минуту 50 секунд. С усложнением рендеринга применение CUDA дало выигрыш по времени
уже на 90%.
По графику нагрузки видно, что софтовый рендеринг забил собой почти весь процессор, дальше расти нагрузке почти некуда. В случае с CUDA ещё остаётся некоторый запас по процу, но главное, что ту часть задания, которую премьер переложил на графический процессор, тот делает значительно быстрее центрального процессора, точнее они это делают вместе.
Софтовые рендеринг (слева) vs CUDA (справа):
