Eu também acho que é uma questão de preferencia, em geral eu também fico só com o FG e uso photons só quando preciso de muitos rebatimentos, o que tornaria o FG lento como comentado.
Para entender melhor a relação entre eles, primeiro tem que entender que GI é um conceito genérico de Iluminação Global, aquela que não computa apenas a luz direta, que sai da fonte de luz e atinge os objetos, mas também a luz indireta, aquela que bateu nos objetos e retornou para a cena. Existem diversas formas de calcular o GI, alguns renders como final render, brazil, vray, possuem diversas formas de calcular o GI e costumam separar os rebatimentos primarios, aqueles primeiros que sairam da luz, bateram nos objetos e retornaram para a cena, dos reabtimentos secundarios, aqueles que daí em diante ficam rebatendo entre os objetos. Essa separação é importante pq muito da luz é absorvida pelos objetos, então a luz perde de intensidade de forma exponencial a cada rebatimento, além da perda de intensidade pela distancia, o decay das luzes default.
O mental ray faz essa separação entre primario e secundario internamente ao usarmos o FG + GI, sendo que o FG, apesar do nome, é o responsável pelos rebatimentos primarios e seu nome vem do fato do calculo ser feito "de tras pra frente" em renders raytrace.
O que acontece é que o GI usa photons como todo mundo sabe, mas a realidade é que ja é um método antigo e tem suas vantagens e desvantagens. Como o funcionamento dele parte da luz disparando photons pela cena (por isso classificado como "shooting" em alguns papers), a principal vantagem é que ele vale para a cena toda, não dependendo do angulo de camera e podendo ser assim reaproveitado. Além disso ele faz "infinitos" rebatimentos facilmente, até a luz perder a energia, o que costuma acontecer lá pelo 10º rebatimento, por isso o default dele é em 10 no trace depth, acima disso ele passaria a ser imperceptivel. A desvantagem é que, como ele atira photons para tudo quanto é lado, podemos perder tempo calculando algum detalhe que não vai aparecer na camera ou faltar photons em algum ponto de destaque. A solução é sempre escolher entre atirar mais photons ou aumentar o raio, sendo que a primeira aumenta o tempo de render e a segunda perde detalhe e pode ocorrer vazamento de luz.
Por esses problemas dos photons, foi criado depois o Final Gather (sim, no começo o MR só tinha o GI com photons) que trabalha de forma inversa partindo do ponto de vista da camera até chegar em uma luz e aí juntar o caminho que ela fez até os objetos e assim calcular o rebatimento (por isso chamado de método gathering em alguns papers). Esse método é ideal para o rebatimento primário e por isso ele é o responsável por esse rebatimento quando trabalha com o GI, deixando o secundario para este, além de diversos renders disponibilizarem esse método de calculo. Entre as vantagens estão a otimização de calcular somente aquilo que vai aparecer na camera e é um método que perde menos detalhe, por isso é muito usado para o rebatimento primario, onde existe mais detalhes da iluminação. A desvantagem é que para animação é preciso calcular o FG para todo o caminho antes de poder reaproveita-lo.
A questão que volta ao tópico, é o uso do FG para os rebatimentos secundários. A verdade é que ele não foi feito para isso, mas como é muito mais fácil de configurar o FG, essa opção foi incluida no MR com os "diffuse bounces", que nada mais é do que outras passadas adicionais do FG. O problema disso é a velocidade, cada diffuse bounces adiciona outro pass de FG e o tempo total do calculo vai subindo linearmente. Em ambientes que não precisamos de muito rebatimento (como cenas externas) é uma ótima pedida pois é relativamente rápido e muito fácil de configurar. Agora para internas o que conta mesmo é a prerencia de cada uma, entre mais rebatimento com photons ou poucos com FG mas com uma facilidade maior de configurar, eu confesso que tenho uma queda pelo FG sozinho, a luz vai se propagar menos mas as vezes cria mais contraste entre claro e escuro, ficando mais artistico. Novamente, é questão pessoal! :D
Agora eu não costumo mexer no multiply do sky portal para não estragar a iluminação real, ele serve para buscar a luz que vem de fora e jogar para dentro, funcionando como uma luz direta e facilitando o calculo do FG, se multiplicar essa luz que vem de fora pode perder o realismo. Então eu deixo o sky portal em 1 sempre e se estiver escuro baixo o exposure, assim como fazemos com fotografia na vida real. ;)
Pra quem teve saco de ler isso tudo, existe outro método de calculo que também parte da camera e vai traçando o caminho todo até chegar na luz e depois usa essa caminho para calcular o GI, enquanto o FG só calcula uma parte do caminho que forma o rebatimento primario. Esse método é chamdo tecnicamente de path tracing e é usado em alguns renders e aparece como "beta" no mental ray como "irradiance particles", ja tiveram alguns tópicos sobre eles e torcemos para que no futuro ele fique realmente bom para substituir os photons. Como exemplo, o futuro renderizador via GPU que se chama iRay faz o calculo com esse método de path tracing, segundo os beta testers.
Ufa, cansei de escrever, espero que tenha ajudado. :D