Se você tivesse uma configuração grande o suficiente, eu recomendaria o IBM Spectrum Scale (anteriormente GPFS), mas, considerando a escala de suas operações, sugiro que você vá com o ZFS com uma diferença: Defina o atime como off. Se você realmente não se importar em registrar o tempo de acesso nos arquivos, o ZFS terá um bom desempenho em seu cenário.