A resposta com o MySQL é sempre "depende". Dito isto, onde o 5.5 vai lhe dar uma enorme melhoria nas caixas com 16 núcleos ou mais. Se você usar o mecanismo de armazenamento InnoDB, há uma boa chance de obter um desempenho melhor também. A melhor maneira de descobrir é obter uma caixa de teste e executá-la por meio de um teste de desempenho do seu sistema.
No que diz respeito a upgrades, a maneira mais segura de atualizar tende a ser um dump e recarregar. Elimina a maioria dos possíveis problemas. Eu atualizei com sucesso de 5.0 para 5.1 usando mysql_upgrade. Eu não sei de quaisquer problemas específicos com índices sendo hosed por uma atualização para 5.5. (Embora eu ainda não tenha atualizado nenhuma das nossas caixas de produção para o 5.5. As caixas de teste não tiveram problemas.) Se você fizer a rota de atualização sem um dump / restore, lembre-se de ler os documentos no site. 5.5 se comporta de maneira diferente da atualização de 5.0 para 5.1.