Думаю необходимо в корне пересматривать структуру проекта.
На каждую сессию сервер резервирует 2 Мб.
То есть на 4000 пользователей это 8 Гб.
И из реальной жизненной ситуации - сервер на 166 Pentium' е, с 256 Мб памяти под FreeBSD и всем "стеком LAMP" обслуживал до 10 запросов в секунду, а здесь с ресурсами на несколько порядков выше 4 запроса в секунду ложат на лопатки.