Deine Fragen lassen sich so nicht einfach mit einem ja/nein beantworten.

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Ist denn der generelle Performancegewinn maßgeblich und für den Benutzer spürbar, wenn man
a) keine DB nutzt

Als erstes im groben würde wohl die Performane eher drunter leiden. Persistenz von Daten war schon immer ein Thema und irgendwie musst du Daten auf die Festplatte schreiben und wieder auslesen.

Datenbanken sind ja gerade dafür da das zu Abstrahieren. Natürlich kann es in einem absolut kleinen minifall sogar performanter sein einfach eine kleine JSON datei zu nehmen, diese einzulesen und zu präsentieren als eine Datenbank.

Aber spätestens wenn du viele parallele zugriffe hast rennst du in Probleme mit locking. Und auch die Datei jedesmal neu von der Festplatte zu lesen ist nicht gerade intelligent. Datenbanken cachen halt sachen im Speicher und diese laufen ja ebenfalls Persistent.

Bei jedem Problem das nicht trivial und schon über ein "Hello, World" hinaus geht würde ich also schon eine DB nehmen. Bei allem anderen fängst du an praktisch eine Datenbank von vorne zu Programmieren.

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b) lediglich CGI, strict, warnings und Fcntl beim Start lädt und den Rest nur dynamisch bei Bedarf per require?

Warum sollte das schneller als eine Persistenz sein? Bei der Persistenz lädst du ein Modul einmalig. Mit require lädst du es immer wieder neu wenn dein Code nicht persistent ist. Und ob "require" oder "use" macht auch kein unterschied. Auser du hast zig verschiedene Programmfade so das bei einem mal mehr und beim anderen pfad mal weniger Module geladen werden. Trotzdem würde eine persistenz alle module nur einmalig für alle folgendenen Anfragen etwas laden.

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Also würde sich bei einer solchen Konzeption die Beschäftigung mit dem Thema generell lohnen Eurer Meinung nach?

Welches Thema genau? das was du meinst mit strict, warnings und require zu laden? Nein lohnt sich nicht.
Generell Persistente Umgebungen? Ja defenitiv.

Ich würde mich aber nicht wie bereits gesagt speziell auf FastCGI einschießen sondern ein Framework wie Catalyst oder eine Abstraktion wie PSGI/Plack nutzen.