Meu palpite é que quando uma chamada ao sistema grava em um arquivo, o código do kernel que implementa o status do sinalizador noatime e obtém essa informação da mesma rotina do kernel que fornece a informação para o proc sistema de arquivos.
No entanto, isso está longe de ser uma visão autoritativa e, se for importante, você deve confirmá-la.
O atime realmente é atualizado? Verifique no host e no sistema hospedado. Eu duvido que o tempo seja registrado de forma diferente, mas, novamente, isso é um palpite.
Dependendo de quanto tempo você precisa para contar que a resposta está correta, talvez seja necessário procurar uma resposta autoritária sobre qual deve ser o comportamento. Se isso não estiver funcionando como planejado, isso pode mudar no futuro, e lembre-se de que o LXC ainda não está muito além de sua primeira versão de produção. Fazer perguntas pode ajudar a estabilizar a resposta, mas talvez levá-la a uma lista de desenvolvedores do LXC?