Hello Aleksej,
Совсем забыл отметить, что отдельный nginx (на другом порту на
этом-же IP) отдаёт всё быстро и без проблем.
Что в stub_status основного nginx?
При включенном sendfile с sendfile_max_chunk пробовали играться?
Какой наиболее частый статус у воркеров nginx?
sndbuf пробовали увеличить при включенном sendfile?
Покажите показаний 5-6 iostat -kdx /dev/sdx /dev/sdy 5 для дисков, с которых
отдаются данные.