Sim, o desempenho vai se deteriorar - mas não podemos dizer com que rapidez, ou que nível de deterioração é aceitável - já que você já está fazendo isso por que não mede o impacto você mesmo .
Akber está correto em dizer que usar um cluster permitiria que você otimizasse um sistema enquanto o outro ainda oferecia dados - mas por que não configurá-los como um par master-master - então você não precisa atualizar e fazer o downgrade quando você troca. E não há necessidade de gravar registros temporários - apenas espere o atraso do servidor para recuperar e depois passar. É também uma ótima solução para backups e, claro, alta disponibilidade.
Outra solução já amplamente utilizada para esse tipo de exercício são as mudanças de esquema com tempo de inatividade zero - existem duas boas implementações que eu conheço: uma escrita em Perl pelo pessoal da Percona , e um escrito em PHP pelo pessoal do Facebook.