Acabei de perguntar na lista de discussão do ZFS-on-Linux e, eventualmente, descobri que meu problema era que o ZFS ARC estava usando muito da RAM do sistema (ou, mais especificamente, não deixando o suficiente livre). Isso estava resultando em contenção sobre a memória entre outras tarefas do Kernel e o ZFS, com o resultado de que havia muito E / S no disco do sistema (não-ZFS) e as coisas diminuíram para um rastreamento. Curiosamente, o sistema não relatou qualquer uso de troca e toda a paginação estava lendo páginas estáticas do disco (presumivelmente bibliotecas e coisas do tipo), e é por isso que o meu alarme usual "está trocando por isso será lento" off.
Reduzi o tamanho do cache do ARC para liberar de 3 a 4 GB de RAM e agora as coisas estão funcionando muito melhor!