"Será que teríamos um grande desempenho ao executar o nginx nas VMs em vez de executá-lo nativamente no hardware?"
Depende do hardware subjacente e de como você o aloca. Você vai executar várias outras máquinas virtuais nos mesmos hosts? Quantas CPUs virtuais você vai alocar versus CPUs lógicas disponíveis?
Há um pedágio de CPU quando se trata de virtualização, mas é extremamente pouco. Ele pode ser mitigado "fixando" as CPUs virtuais em CPUs lógicas com um planejamento cuidadoso .