O Nginx analisa e carrega dados geográficos na memória, uma vez que o arquivo de configuração só é iniciado (re) ou SIGHUP.
E quanto a expandir as variáveis $ geoip_ * - não tenho certeza, mas espero que elas sejam calculadas somente quando necessário (em "if" ou "log" ou "map" ou qualquer construção). De qualquer forma, não releia e recarrega todo o arquivo de cada solicitação.