Продолжение.
Почитав отзывы, решил-таки окончательно перейти на MariaDB. Сейчас версия 5.5.48 стоит почти на всех терминалах, и эта версия пока что показала себя наилучшим образом. Параллельно начал тестировать у себя 10.1.13. Сразу заметил, что развертывание базы из скрипта стало дольше, чем на предыдущих версиях, но в работе замедление модификации данных было не столь заметным. Сегодня решил в качестве эксперимента поставить 10.1.13 на один из терминалов. По логам сразу видно, что медленные Insert и Update встречаются гораздо чаще, чем на 5.5.48, с Select вроде как все ОК, возможно стало даже чуть быстрее. Читал Release notes и по 10.1, и по 10.0, но не нашел ответа на вопрос, почему модификация данных стала медленнее.
Вот ключевые настройки, фигурирующие в ini-файле. Для 5.5.48 и 10.1.13 они одинаковы. 10.1.13 ставил отдельно, не поверх.

sql_mode="STRICT_TRANS_TABLES,NO_ENGINE_SUBSTITUTION"
default_storage_engine=innodb
innodb_buffer_pool_size=126M
innodb_log_file_size=50M

На какую настройку нужно еще обратить внимание?

Лучше поздно, чем никогда:)
Похоже что проблема оказалась банально в нехватке оперативы: на 512М так и не захотели нормально работать ни 10.1, ни 10.0, ни MySQL 5.6, сколько ни изгалялся с innodb_buffer_pool_size. 5.5 видимо менее прожорлив и работает сносно. На 1Г все версии работают отлично.