Pelo que você esta falando, as imagens não vão fazer nada de diferente!
Alias eu nem mexeria nisso!

Não creio que seja banco de dados.
Se você usa o mesmo banco pra o dominio principal e o sub. Tudo ficaria lento junto.

Sei que o PHP usa threads para cara requisição e PHP-FPM faz cache em formato opcode
para as requisições que se repetem.

Se não usa use PHP-FPM. Não custa tentar :)

Gostaria de saber quando você você resolver e como resolveu o problema!

Abraços