Eu colocaria suas imagens de VM em um fuso separado. Tê-los em um disco separado com um cache grande provavelmente renderá um aumento de desempenho muito maior do que o sistema de arquivos que você usa.
Dado que uma corrupção em uma imagem de VM pode ser catastrófica, eu estaria analisando a robustez do sistema de arquivos em relação ao desempenho. É provável que sobreviva a uma falha de energia, por exemplo? Então (para usar os exemplos citados), eu certamente usaria o NTFS sobre o FAT32, independentemente das características de desempenho, simplesmente porque é um sistema de arquivos de registro no diário e, portanto, muito mais tolerante a falhas.