Mostrar imagen redimensionada al vuelo

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Evidentemente que no puedes hacerlo sin guardar las imágenes.
De todas maneras esto no representa ningún problema, el tema es que tu enfoque es un poco complejo. Simplemente realiza la consulta, en un while creas y guardas todas la thumb en un directorio temporal. Al mostar por pantalla, si el thumb existe lo lees, si no, lo creas. Así haces el thumb una sola vez, cuando quieras puedes vaciar el directorio temporal. Si la imagen no existe se crea cuando haga falta. Casi seguro que distintas sessiones comparten de una forma u otra las imágenes con lo cual no tendrás mucha carga de CPU.
Otra solución es simplemente redimensionar en HTML directamente perdiendo resolución.
SAludos