Eu diria que muito depende do desempenho de conexão de hardware/sistema de arquivos/mysql básico. Um único acesso ao disco, apenas para ler imagens, provavelmente será sua opção mais rápida. Mas você precisa nomear seus arquivos manualmente antes.
O Mysql requer uma conexão de soquete TCP ou *NIX, e isso pode tornar as coisas mais lentas (muito depende do número de imagens que você tem e da "qualidade" do seu link de banco de dados). Se você tiver muitos arquivos, o impacto no desempenho pode ser insignificante. No entanto, apenas ler um arquivo pode ser mais rápido, sem se preocupar em configurar uma conexão de banco de dados; você ainda teria que anotar a correspondência de ID/nome de arquivo para o pedido.
Algo que eu tentaria na sua situação é dar uma olhada no comando php stat e ver se ele pode ajudá-lo a classificar as imagens. Dependendo do número de fotos que você tem (funciona melhor com números mais baixos), o desempenho pode não ter um impacto sério no desempenho e você NÃO poderá manter uma lista separada de tuplas de data de criação/imagem. À medida que o número de fotos aumenta, a abordagem da lista de arquivos me parece uma maneira razoável de resolver o problema. Apenas comparar a coisa à medida que o número de fotos aumenta pode dizer a verdade. Já que, eu acho, você pode esperar muita variabilidade, dependendo do seu contexto específico.