у меня задача выделения небольших временных объектов разного размера

Это автоматически делает задачу специфичной. Можно ещё добавить специфичности, смоделировав, как именно (как часто, в каком порядке и т.д.) будет использоваться аллокатор. Многие подводные камни "общего" решения сами по себе отпадают со специфичностью.

сделал бенчмарк, который вызывает его постоянно из нескольких потоков, и получил существенное отставание от malloc'а

Если реальный юзкейс такой же — я бы уже задумался и начал бы склоняться в сторону стандартного средства. А если просто бенчмарк ради бенчмарка, при этом в реальной программе всё будет не так — ну, только что ради любопытства. Чтобы (с досадой) убедиться, что не получилась вдруг "серебряная пуля" на все случаи лучше стандартной.

Под специфичную задачу (известный размер, время жизни, порядок использования и т.д.) можно и заморочиться. При этом ещё если и бенч иметь реальный (например, прогон на дампе реальных данных в "полностью снаряжённом состоянии"), то прямо все предпосылки есть заняться.
Особенно, если реальный прогон показал, что работа с памятью в общем времени занимает существенную часть, а не какие-нибудь сотые доли процента.

Аллокаторы памяти