А что мешает хранить и там и здесь: при загрузке картинки сохраняете в базу данных. Перед базой ставите кеш (файловый кеш или в памяти — самый простой LRU). При доступе проверяете кеш, если нет в кеше, идете в базу и добавляете в кеш. Учитывая то, что кеш будет LRU, то самый популярные будут отдаваться из кеша, а остальное все из базы. База предпочтительней с точки зрения репликации и надежности.