Может покрутить настройки воркеров апача? Под вашей нагрузкой он может неоправданно часто перезапускать «рабочих». А у вас, как я понял, он настроен «из коробки».
Ну в догонку, стоит ли у вас APC или эквивалентный кешер?
На Хабре есть пачка статей в стиле «Как мы пережили хабраэффект» с графиками и цифрами, плюс был пост по обращениям к картинке в посте, когда тот попал на главную. В общем, все ищется на этом же сайте.
Вопрос в догонку :)
А как насчет выбора хранилища для сессий в режиме мастер-мастер, расположенных в разных европейских странах? MongoDB не справлялся.