Хранение информации в памяти почти всегда будет быстрее записи и чтения с диска, часто на несколько порядков. Как сказал ChrisF, вы всегда должны тестировать предполагаемую оптимизацию, но в принципе вы можете ожидать, что память будет быстрее.
Там также будет меньше накладных расходов, чем хранение данных в таблице. Это может быть как хорошо, так и плохо - проверка типов данных или поддержание уникальности могут быть полезны для вас или могут оказаться ненужными, если ваше приложение обрабатывает их. Если данных много, то возможности MySQL для запросов и индексирования могут оказаться полезными.
Одно замечание - если вы создадите временный файл, я бы не использовал расширение .php. В зависимости от конфигурации вашего хоста, он может быть доступен для чтения посетителям по умолчанию. Если это действительно временные данные, используйте расширение .tmp и убедитесь, что папка не является общедоступной.