GCM (Google Cloud Messaging) のｱｰｷﾃｸﾁｬの説明｡
http://developer.android.com/google/gcm/gcm.html

英語､厳しいなあ､と思ったら､日本語訳してくれてる人もいた｡

Google Cloud Messaging for Android ( GCM ) は､開発者がｻｰﾊﾞから Android ﾃﾞﾊﾞｲｽ上の Android ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝにﾃﾞｰﾀを送信できるようにする無料のｻｰﾋﾞｽです｡

http://www.techdoctranslator.com/android/guide/google/gcm/gcm

概念図としては､↓のｽﾗｲﾄﾞ9 と 17 が参考になると思います｡
http://www.slideshare.net/tsuru_ee/gcm-15657489
ｽﾗｲﾄﾞ17


｢ﾒｯｾｰｼﾞの送信｣のｲﾍﾞﾝﾄのｼｰｹﾝｽの箇所を読めば､

それともAndorid端末AからAndroid端末Bにｻｰﾊﾞを使わないGCMでの直接通信は可能でしょうか？

という質問で､｢ｻｰﾊﾞ｣というのがGCMｻｰﾊﾞのことを指しているならば､的を外した問いだということが分かるでしょう｡
＃ ってとこまでは､分かっていて質問しているような気もしてますが｡

もし､｢ｻｰﾊﾞ｣を､ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝｻｰﾊﾞという意味で使っているならば､Android 端末が｢ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝｻｰﾊﾞ｣になることは可能です｡

GCM の機能を使用したｸﾗｲｱﾝﾄの Android ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝの作成する前に､以下の条件に合ったｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ ｻｰﾊﾞが必要です｡

• ｸﾗｲｱﾝﾄとの通信が可能｡
• GCM ｻｰﾊﾞに HTTPS ﾘｸｴｽﾄを発信可能｡
• ﾘｸｴｽﾄのﾊﾝﾄﾞﾘﾝｸﾞと必要に応じて 指数 ﾊﾞｯｸｵﾌ を使用した再送が可能｡
• API ｷｰとｸﾗｲｱﾝﾄ登録 ID のｽﾄｱが可能｡API ｷｰはﾒｯｾｰｼﾞを送信する POST ﾘｸｴｽﾄのﾍｯﾀﾞに含まれる｡

http://www.techdoctranslator.com/android/guide/google/gcm/gcm#server

中身はきちんと見てないですが､Android 端末がｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝｻｰﾊﾞとして動作している例を探してみました｡
http://memories.zal.jp/WP/blog/20130419_2315.html

Androidｱﾌﾟﾘから直接GCMｻｰﾊﾞへﾒｯｾｰｼﾞ登録し通知を受ける
http://memories.zal.jp/WP/blog/20130419_2315.html