Массив объектов или массив «массивов»?
Произвел сейчас простейший замер. Разница не велика +-15%.
Выигрывает  двумерный массив объектов.
(производил замер на java)
Кто-то на хабре исследовал этот вопрос. Можете поискать. Краткая суть: массив массивов работает быстрее, т.к. я является простейшей указательной арифметикой, когда объекты требуют ссылок, контроля памяти, выравнивания и иже с ними.