Если вы хотите самую быструю скорость, вы должны записать их на диск, когда они будут загружены / изменены, и позволить веб-серверу обслуживать статические файлы. Предложения Рохоки тоже хороши, поскольку они сводят к минимуму вызов php. Дополнительным преимуществом обслуживания из другого домена является то, что (большинство) браузеры будут отправлять запросы параллельно.
Запрет всего этого, когда вы запрашиваете данные, проверяете, были ли они в последний раз изменены, затем записываете их на диск и отправляете оттуда. Вы должны убедиться, что вы уважаете заголовок If-Modified-Since, чтобы не передавать данные без необходимости.
Если вы не можете записать на диск или в какой-либо другой кеш, то было бы быстрее всего сохранить его как двоичные данные в базе данных и вывести из него. Регулировка размеров буфера поможет в этой точке.