Как работать с большим обьемом данных?
Ну, видимо не нужно пытаться грузить в переменную весь файл, и парсить его регуляркой?) Ибо, я не вижу других причин, почему может виснуть такой маленький csv.
Читать построчно, через php.net/manual/ru/function.fgetcsv.php
Если не работает, можете профайлером поковырять его.
разбить файл на части и потом через ajax циклично вызывать метод обработки.