Für ein flimemrfreies Bild, sollte wie man Fehrnsehen eine Widerhohlfrequenz ab etwa 100 Hz ausreichen - mehr ist dazu eigentlich nicht nötig. Nur um die Wärmebelastung für die LEDs besser zu verteilen wäre eine höhere PWM Frequenz etwas besser. Das gilt vor allem wenn man mit dem LED Strom relativ hoch geht.
Das PWM Signal muß mit dem Umschalten der Ebenen Syncron laufen. Es muß also immer eine ganze Zahl von PWM Zyklen benutzt werden. Am einfachsten ist es dabei jeweils nur einen Puls bzw, eine Periode des PWM Signals zu nehmen und dann auf die nächste Ebene weiter zu schalten. Es ist besser nur je einen Puls zu nutzen und dafür lieber die Gesamt-Wiederhohlfrequenz höher (z.B. 400 Hz) zu wählen. Für mehr Auflösung könnte man die Helligkeitsinformation dann auch über ein paar Peroden verteilen (Dithering).

15 Kanäle mit 400 Hz als PWM sind für Software PWM (8 Bit) mit einem AVR bei z.B. 10 MHz kein wirkliches Problem. Wenn ich das richtig sehe braucht man aber für einen 4x4x4 RGB Cube insgesamt 192 Kanäle, also für jede LED einen, und davon jeweils 48 Kanäle gleichzeitig.

Mit wirklich guter Optimierung in ASM bin ich auf etwa 7-8 Zyklen pro kanal und PWM Schritt gekommen. Also als obere Genze für 8 Bit PWM Frequenz von etwa Fcpu / (7*256*Kanalzahl). Das gibt dann etwa 60-70 Hz für die 192 Kanäle und Bits. Das setzt dann aber reines ASM vorraus und ist noch ohne die aktualisierung der Daten.

Edit:
hab gerade gesehen das Design wurde ja auf 5x5x5 RGB geändert. So wie ich das sehe sollte da ja jeder µC 15 kanäle und dann noch 1:5 gemultiplext, also 75 LEDs versorgen. Das ist noch schaffbar mit Software PWM, braucht aber handoptimierten ASM Code für den kritischen Teil. Auf 400 Hz Widerhohlfrequenz wird man nicht kommen, aber 100-150 Hz sollten ja auch schon reichen.