ระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์คือ ระบบคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงชนิดหนึ่ง ที่อาศัยหลักการของการประมวลผลจำนวนหลายๆ หน่วยประมวลผล จากเครื่องคอมพิวเตอร์แม่ข่ายหลายๆ เครื่อง มาทำงานร่วมกันผ่านระบบเครือข่ายความเร็วสูง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน ลดระยะเวลาในการประมวลผล และมีประสิทธิภาพเชิงราคาที่ดี โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดจะถูกมองรวมเป็นระบบคอมพิวเตอร์เพียงระบบเดียว และอาศัยหลักการของการประมวลผลแบบกระจาย (Distributed Computing) ซึ่งในการใช้งานระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์จำเป็นต้องมีระบบปฏิบัติการ และโปรแกรมประยุกต์ที่รองรับการทำงานแบบกระจาย
   ระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ ที่เป็นที่รู้จัก และนิยมใช้งานอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งพัฒนาบนระบบปฏิบัติการลีนุกส์ (Linux) รองรับการทำงานกับชุดโปรแกรมแบบเปิดเผยซอร์ตโค้ดโปรแกรม (Opensource programs) และสนับสนุนการทำงานกับไลบารี่แบบขนาน ซึ่งถูกคิดค้น และพัฒนา ในปี ค.ศ. 1994 โดย Thomas Sterling และ Donald Becker จาก NASA ซี่งนิยมเรียกว่า Beowulf Cluster
องค์ประกอบของคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์สามารถแบ่งได้ 4 ส่วนคือ
  • เครื่องคอมพิวเตอร์แม่ข่ายส่วนหน้า (Front-end Node) ทำหน้าที่ดังต่อไปนี้
    • ทำหน้าที่จัดเก็บบัญชีผู้ใช้ (Accounting)
    • ทำหน้าที่ติดต่อ และรับคำสั่งการทำงานจากผู้ใช้ (User Interface)
    • ทำหน้าเป็นเครื่องแม่ข่ายในการบริหารจัดการเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย (Compute node management)
    • ทำหน้าที่บริหารจัดลำดับการทำงานของงาน (Jobs Management)
    • ทำหน้ารายงานสถานการณ์ทำงานของระบบ (Monitoring)
  • เครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่ายเพื่อการคำนวณ (Compute Node) ทำหน้าที่ประมวลผลงานที่ได้รับจากผู้ใช้งาน
  • ระบบจัดเก็บข้อมูล (Storage Node) ทำหน้าที่จัดเก็บข้อมูล ทั้งของผู้ใช้งาน และโปรแกรมระบบ
  • ระบบเครือข่ายความเร็วสูง (Interconnection Network) ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์แม่ข่ายส่วนหน้า คอมพิวเตอร์ลูกข่าย และระบบจัดเก็บข้อมูลเข้าด้วยกัน ตัวอย่างของงานที่ต้องการความสามารถของระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์
  • การพยากรณ์ข้อมูลอุตุนิยมวิทยา อาทิ การคาดการณ์สภาพภูมิอากาศ การคาดการณ์ปริมาณน้ำฝน การพยากรณ์เส้นทางการเคลื่อนที่ของพายุ เป็นต้น ตลอดจนการคาดการณ์ผลกระทบอันเนื่องมาจากสภาพภูมิอากาศ เช่น การเคลื่อนที่ของฝุ่นลอองอันเนื่องมาจากลม การคาดการณ์ดินถล่มอันเนื่องมาจากฝนตกหนัก เป็นต้น
  • การแพทย์ และการวิเคราะห์ยารักษาโรค อาทิ การตรวจสอบสารเคมี ที่มีผลต่อสิ่งมีชีวิต การวิเคราะห์ยารักษาโรค การศึกษาการทำงานของไวรัส เป็นต้น
  • การวิเคราะห์ทางวิศวกรรม อาทิ การวิเคราะห์โครงสร้างของอาคาร การออกแบบผลิตภัณฑ์ การวิเคราะห์ความเสียของของชิ้นส่วนอุปกรณ์ เป็นต้น
  • อุตสาหกรรมภาพยนตร์ และบันเทิง อาทิ การประมวลผลภาพ Animation การประมวลผล Computer Graphic การสังเคราะห์แสงเงา เป็นต้น
  • ด้านการเงิน อาทิ การวิเคราะห์หุ้น การวิเคราะห์ความเสี่ยง และการวิเคราะห์ธุรกรรมทางการเงิน เป็นต้น ในปัจจุบันระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ได้เข้ามามีบทบาทในการคำนวณ ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ ทั้งในภาคธุรกิจ ภาคการศึกษา และหน่วยงานราชการ ส่งผลให้มีการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ให้รองรับการทำงานบนระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ อย่างแพร่หลาย
 
ที่มาของบทความ: ดร.ศุภกิจ พฤกษอรุณ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์