а сравнить файлы не пробовали? просто по размеру или так: cmp 1.jpg 2.jpg
покажет смещение первого различающегося байта, -l - подробно выведет различия
если вы 1500рпс на пустом сервере запрашивали, тогда это мало для одного файла для ab должно быть минимум 5000рпс(или вы по 100мбит/c сети гоняли тесты?)
задыхаются - это в чем выражается? cpu, io?
пока действительно больше похоже на то что у вас все упирается в Io
а как у вас эти 1кк картинок лежат на диске (пример полного пути к 1 из них) ?
ну и конфиг в студию