MongoDB bukan akselerator kueri ajaib. Situs Anda tidak akan mempertahankan pemuatan 10x hanya karena Anda beralih ke mongo.
Dilihat dari jumlah Anda, saya menduga ada saturasi sumber daya yang terjadi. MySQL pasti bisa melakukan lebih dari 500 QPS.
Apakah Anda tahu apa hambatan Anda? Saya berani bertaruh bahwa Anda memiliki RAM yang jauh lebih sedikit daripada yang dibutuhkan, data harus diambil dari disk dan disk menjadi jenuh. Pada titik ini, tidak ada teknologi DB yang akan membantu Anda, kecuali Anda mendapatkan lebih banyak zat besi (atau menghapus beberapa data).
Adapun kinerja mongo yang lebih buruk, sulit untuk mengetahuinya tanpa spesifikasinya.