Implementamos algo semelhante, mas com três (dois ativos, um passivo) servidores da Web, com o padrão de 64 MB alocado para uma instância do memcached por servidor. Somos relativamente novos nisso, mas, no geral, tem trabalhado para nós.
Algumas coisas em que você precisa pensar são quanta memória será usada pelo memcached. Se você tem muito o que gastar, então você deve estar em boa forma.
As desvantagens são condicionais, por exemplo, se você não tiver memória / recursos suficientes ou se o uso do memcached do seu aplicativo for ineficiente.
Você pode encontrar problemas (-: Mas esteja pronto para diagnosticar e solucionar problemas. Junte-se à lista de discussão do memcached. Google "memcache.php" ou "php memcache admin" para algumas ferramentas básicas de monitoramento. Além disso, veja algumas das ferramentas que vêm com o memcached, como memstat, memcached-tool, etc. Se você usar o Nagios ou algo semelhante, pode haver algumas opções também.
Se você tiver, tente isso em um servidor / ambiente de teste primeiro para ver como o conjunto reage ao memcached.
Boa sorte e HTH.