на сколья я помню - мемори кэшь был сделан для использования в приложениях, отличных от asp.net, и на первых парах косячил с выставлением использования лимита.
также наблюдались совершенно неожиданные очистки
думаю следует поставить вопрос не о производительности, а вообще - стоит при применять мемори кэш в приложениях asp.net
Чем вам не подходит стандартный механизм?
В любом случае - кеш призван ускорять работу приложения кешируя данные полученные функцией более медленной чем чтение из кеша
Для точного анализа стоит посмотреть через IL Dasm - что происходит, профайлить память, профайлить ту же самую скорость. однозначно не ответить