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Nein, das geht so nicht. Die meisten 3D-APIs sind nicht aus mehreren Threads bedienbar. Es gibt mit DX11 Command Buffer, bei denen Du jeweils eine Serie Aufrufe in einem separaten Thread akkumulieren kannst, aber ausgeführt werden muss der Buffer dann trotzdem auf dem Hauptthread. Alle anderen APIs dagegen würden am ehesten einfach crashen, wenn Du sie aus mehreren Threads parallel aufrufst.

Zumal OpenGL und in eingem Maße auch DirectX interne Zustände haben wie z.B. gebundene RenderStates, Buffer, Texturen usw., die das Ergebnis bestimmen. Wenn Du aus mehreren Threads heraus Shader, Konstanten, Buffer usw. zuweist, überschreibst Du damit nur den globalen Zustand im Treiber und bekommst prinzipiell nicht das Ergebnis, was Du eigentlich rendern wolltest.

Zum Thema Multithreaded Rendering:
http://www.tomshardware.de/DirectX-OpenG…e-240159-6.html
http://msdn.microsoft.com/de-de/library/…1(v=vs.85).aspx

Mehrere CPU-Kerne auszunutzen kann aber natürlich weiter gehen als nur das Rendering zu parallelisieren.
Insbesondere die Physiksimulation eignet sich sehr gut dafür, parallel zur restlichen Spiellogik und zum Rendering ausgeführt zu werden.
Theoretisch ist es auch möglich, die Spielobjekte parallel zu aktualisieren. Ist aber nicht einfach, vor allem, wenn die miteinander interagieren sollen (Schrompf hat das schonmal erläutert anhand seines Spiels Splatter).

Relativ einfach kann es sein, verschiedene CPU Kerne verschiedene Aufgaben zuzuweisen. Rendering, Sound, Netzwerk, Physik, usw. wären solche Aufgaben. Allerdings bekommt man damit allein selten eine gute Ausnutzung aller Kerne hin. Besonders Rendering und Physik sind sehr aufwendig, wären 2D-Soundberechnung für eine Stereoausgabe bei "normaler" Qualität heute von ner CPU eher nebenbei gemacht wird. 3D Sound kann dagegen wieder auch fast beliebt aufwendig werden.

Doch, klar. Miss erstmal nach, wieviel Zeit Du wirklich wofür in Deiner Renderloop brauchst. Es geht nämlich neben den eigentlichen Direct3D-Calls auch noch ne Menge Rechenzeit für Sichtprüfungen, Aufbereitung und Sortierung drauf. Und die könnte man wirklich parallel tun.