Ik zou willen voorstellen om mongostat te gebruiken tijdens het uitvoeren van uw tests. Er zijn veel dingen die fout kunnen zijn, maar mongostat geeft je een goede indicatie.
http://docs.mongodb.org/manual/reference/mongostat/
De eerste twee dingen waar ik naar zou kijken, zijn het vergrendelingspercentage en de gegevensdoorvoer. Met een redelijke doorvoer op speciale machines kom ik meestal in de 1000-2000 updates/inserts per seconde voordat ik last heb van degradatie. Dit is het geval geweest voor verschillende grote productie-implementaties waarmee ik heb gewerkt.