Eu nunca rodei o CouchDB, apenas o pesquisei, então não leve minhas sugestões aqui como verdadeiras sem verificação ...
Primeiramente, eu recomendo a leitura da série de John P. Wood sobre suas experiências com o uso de produção do CouchDB:
link
Em seguida, quando você diz instâncias, isso é um servidor físico com uma única instância do CouchDB? Se estamos falando apenas de 3 servidores, não acho que dividir a capacidade atribuindo funções diferentes seja o ideal. Minha intuição seria manter todos os 3 servidores idênticos e carregados com o conjunto de dados completo, para permitir consultas de leitura paralelas ...?
Se forem apenas 3 servidores, considerarei o RDBMS tradicional e uma configuração de replicação tradicional. Duvido que o CouchDB faça essa grande diferença para você com essa quantidade relativamente pequena de poder computacional?
Outra coisa, dê uma boa olhada no HBase, construa em cima do Hadoop. A estrutura do Hadoop está obtendo um excelente patrocínio corporativo agora, com o Yahoo e o Facebook sendo grandes usuários. Diante disso, o HBase pode se desenvolver mais rápido e ser mais bem testado do que alguns concorrentes.
HTH