Трудно поверить, что в примере скрипт реальный. Если он делает много IO (файлы, выкачивает чего из сети), то вам нужен асинхронный сервер, возможно с memcached кешем. В случае PHP по моему не решаемо, тут только поднять как можно больше дешевых worker'ов. Но на каждый запрос, worker лочиться на IO и фактически бездействует все время.
Node.js уже советовали, но я бы посоветовал pyramid под gUnicorn:gevent, чере nginx. Асинхронный сервер позволяет запускать сколько угодно green threads, работающих кооперативно. Если кто лочиться на IO, то отдает процессор соседу. На каждый запрос новый green thread.
Повторяю, это все только если ваши скрипты блокирутся на IO или каким другим способом. Если задача CPU intensive, как в вашем примере, то вам просто надо настроить сервер, что бы он полностью использовал все ресурсы машины (может там один worker в pool'e). Также узнать, что у вас за сеть (может «сервер» на домашнем ADSL висит).