Грамотно заданный вопрос - уже пол-ответа. Крон не рассчитан на подобную работу, Вы правы, он для запуска скрипта раз в н-времени. Для Вашей задачи стоит использовать Gearman/Beanstalk/что-то еще по вкусу, там легко будет и балансировать нагрузку и разруливать кол-во воркеров.
По нагрузке - сильно зависит от того, какие вычисления/объемы данных, сразу не сказать.