Всегда ли рендер изображений процессором дает лучшее качество чем рендер картой?

Нет. Визуализация всегда идет в точности так, как записано в алгоритмах её исполняющих, точка.
А вообще, рендеров существует множество и у них есть СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ: какие-то заточены на скорость (картинка попроще, исполняются на ГП), какие-то на физическую точность (они помедленнее, как правило исполняются на ЦП), какие-то на фотореализм, какие-то на многообразие авторской фантазии... соответственно и алгоритмов там много разных... я уже молчу о том что рендер настраивает пользователь.