Se você já configurou o Redis, eu ficaria com ele, pois é muito rápido e fácil de gerenciar. O MemCached e o Redis são muito semelhantes quando usados ​​para armazenamento em cache, no entanto, a principal diferença é que o Redis pode ser configurado para persistir no disco em segundo plano, o que significa que, se o servidor ficar inativo, os dados na memória poderão ser recarregados.

Pessoalmente, eu não usaria o MongoDb para persistência de sessão por motivos de velocidade, no entanto, se eu estivesse usando o MemCached, possivelmente o usaria como backup para as sessões. por exemplo. Grave os dados da sessão no MemCached e no Mongo, mas apenas leia do MemCached e use o Mongo para restaurar se ocorrer um erro.

Resumindo, acho que sua escolha de usar o Redis é a melhor para o que você descreveu