Запросы делались по одному, без оборачивания в транзакцию (насколько я понимаю, если запрос один - то и транзакция бесполезна, независимо от кол-ва строк?).
Не совсем. При вставке без явной транзакции, во внутрянке она таки создаетется. С коммитом транзакции происходит перерассчет индексов. Т.е. вставляя много строк отдельными запросами вы будете пересчитывать индексы каждый раз. Обвернув все в транзакцию, или вставляя пачкой индексы будут пересчитываться реже, что ускорит выполнение.
Кроме этого, batch-запросы с auto increment имеют намного меньшее max время вставки: 1,5 сек против 11,4 (да, 11 секунд на вставку 20 строк).
Верно, это вполне ожидаемый результат.
правильно ли я решаю эту проблему и действительно ли суррогатный ключ в таких ситуациях даёт прирост скорости?
Не совсем. Индекс не ускоряет вставку, что обычный, что комплексный, он ускоряет поиск. Чем меньше индекс - тем быстрее он рассчитается.
Очень похоже на то, что у вас проблема несколько иного характера. Индекс хранится в ОЗУ, тормоза на вставке вероятно у вас за счет того, что индекс не влазит в буфер движка. Это значит, что при вставке БД занимается вытеснением из буфера одних индексов другими, а это уже работа с файловой системой, что очень медленно.
В таких ситуациях стоит двигаться в сторону уменьшения размера самого индекса.
