답변을 정리하면 다음과 같습니다.

대부분의 히트는 애플리케이션이 아닌 캐시 레이어에서 처리합니다. 애플리케이션 자체는 초당 5만 쿼리 정도만 생성합니다.

위키피디아의 DB는 크게 “core"와 “text storage” 두 가지로 구분합니다. “core” DB는 모든 메타데이터를 가지고 있는 곳입니다. 샤드는 6개이고 언어별로 구분되어 있어, 한 번의 요청이 여러 샤드를 읽어야 하는 경우는 매우 드뭅니다. 각 샤드의 크기는 전부 500GB 이하이고, 활성 dataset은 64GB 안에 들어가는 수준입니다.

“text storage"는 변경 사항을 담는 저장소입니다. 이쪽은 key-value 스토리지가 유리할지도 모르겠지만, 그냥 MySQL을 쓰고 있다고 합니다.

http://www.quora.com/Wikipedia/Why-does-Wikipedia-use-MySQL-as-data-store-rather-than-a-NoSQL-database