O cache de memória por si só não é um bom motivo para usar o MongoDB. Qualquer RDBMS configurado corretamente armazenará em cache os dados usados ​​com frequência na memória.

Qual aspecto do MySQL está limitando seu desempenho atualmente? Você tem memória RAM suficiente em seu servidor? Seus discos são rápidos o suficiente? Você tem um dispositivo de cache de baixa latência, como um SSD, configurado adequadamente?