Розглянуто принципи організації гібридної архітектури кластерних обчислень на основі використання обчислювальних можливостей центрального і графічного процесорів, з підтримкою технології GPGPU. Проаналізовано переваги та недоліки такого методу обчислень, а також показано можливості реалізації паралельних програм на основі використання гібридної архітектури кластерних обчислень. На основі запропонованої програмної моделі реалізовано програмний каркас, який можна використати для розроблення прикладних програм. З метою демонстрації можливості практичного використання гібридної архітектури, а також для аналізу її ефективності на основі запропонованого програмного каркаса реалізовано програму блокового Фур'є-перетворення для зображення високої роздільної здатності. Результати опрацювання, а також обґрунтування і порівняння результатів наведено в останній частині статті.