Применил :)
set $memcached_key "$uri"; теперь работает, но если запрос без аргуметов, а с... по-прежнему не работает :(

GET /mp4_public/a5c_00032527.mp4?start=0&id=undefined&client=FLASH%20WIN%2010,0,42,34&version=4.5.230&width=608 HTTP/1.1

Должно работать что-то в виде
try_files /$path?$args @blah;
но не хочет...