То, что вы описываете, похоже на ошибку в phpbrowscap. Вы можете проверить, что вызывает это.
В любом случае стратегия phpbrowscap является относительно разумной, поскольку, записывая кеш в файл PHP, она также может использовать кеши опкодов.
Тем не менее, я думаю, что лучшей стратегией было бы сериализовать объект и поместить его результат в кэш-память типа APC. Другой возможной стратегией будет реализация функциональности в расширении, которое всегда будет в памяти.