Renat Ibragimov

Если есть память или еще сервер, то 2 варианта:
- балансировщик из nginx
- поставить varnish перед nginx

Проверьте от кого запускается Unicorn и какие права и кто владелец папок redmine, скорее всего нужно поправить права на папку куда загружаете.

NGINX + PHP-FPM очень стабильно работает уже более 2-х лет у меня, раньше подключал на порт, например :9000, сейчас удобнее подключать через socket'ы

Несколько rewrite правил смогут перенаправлять пользователя на нужный нод, для балансера можно взять еще haproxy, а в остальном надо решить структуру своего cdn самостоятельно исходя из задачи.

В продакшене кэш не включен?

Посмотрите на XEN — www.citrix.com/English/ps2/products/subfeature.asp?contentID=1680962 есть даже бесплатная версия.