В общем проблема найдена. До увеличения нагрузки был добавлен SSL (3 мес назад и общую картину не изменил, на тот момент), но вместе с последними добавлениями... стало заметно :) Posted at Nginx Forum: http://forum.nginx.org/read.php?21,258068,258090#msg-258090