supondo que os dados de textura, vértice e sombreador já estejam na placa de vídeo, você não precisa enviar muitos dados para a placa. existem alguns bytes para identificar os dados e, presumivelmente, uma matriz 4x4 e alguns outros parâmetros variados.

Então, de onde vem toda a sobrecarga? as operações requerem algum tipo de aperto de mão com a gpu?

por que o envio de uma única malha que contém vários modelos pequenos, calculados na CPU, geralmente é mais rápido que o envio do ID do vértice e das matrizes de transformação? (a segunda opção parece que deve haver menos dados enviados, a menos que os modelos sejam menores que uma matriz 4x4)