думал про proxy_store, по ряду причин не подходит... Гораздо проще и прямее использовать родной кеширующий механизм nginx-а.

Вопрос только вот в чем, кто возьмется за доработку proxy модуля чтобы он:
1) не кешировал flv-шки с "start=NNN" в аргументах. Их бесполезно кешировать.
2) в случае получения запроса на flv?start=NNN отрезал нужный кусок от полного файла в кеше (при его наличии), в случае отсутствия файла в кеше - запросить полный файл на бэкенде, сохранить в кеш, отрезать от него кусок и отдать.

За деньги конечно)