Eu sugeriria usar o mongostat durante a execução de seus testes. Há muitas coisas que podem estar erradas, mas o mongostat lhe dará uma boa indicação.

http://docs.mongodb.org/manual/reference/mongostat/

As duas primeiras coisas que eu observaria são a porcentagem de bloqueio e a taxa de transferência de dados. Com uma taxa de transferência razoável em máquinas dedicadas, normalmente entro em 1000-2000 atualizações/inserções por segundo antes de sofrer qualquer degradação. Esse tem sido o caso de várias grandes implantações de produção com as quais trabalhei.