Погуглите ошибку leap second - одним из ее симптомов может быть аномальная загрузка проца.
Ещё вариант: посмотрите как настроен и как функционирует NUMA. Возможно, стоит включить interleave в настройках mysqld_safe (через numactl).
Что с IO? Какова нагрузка на диск? Посмотрите через iotop например.
По параметрам. Кроме мускула на сервере что-то крутится? Если нет, смело выкручивайте
innodb_buffer_pool_size до примерно 70% объема RAM.
innodb_log_file_size - это размера лога транзакций innodb. Чем он больше - тем реже пересоздается этот файл, и тем меньше нагрузка на диск. Но тем дольше восстановление в случае сбоя. 512mb должно хватить.
innodb_flush_log_at_trx_commit = 0 Вы уверены? Поставьте хотя бы 2 - по производительности тож на тож, но безопаснее. А лучше и вовсе 1. Медленно, зато надежно.
query_cache_size = 4096M Куда столько? Помните, что при каждом INSERT\UPDATE этот кеш переписывается. Поставьте 100mb для начала.