В общем написал консольный скрипт, который подключается к сокету nginx и отсылает http заголовки и контент файла, имитируя браузер. Закачиваю файл объемом 1гиг и таже фигня: после отсылки всех заголовков и тела пост запроса, то бишь файла и данных формы, в течении где-то 15-20 секунд чего-то ждет. Файл обработчик не содержит ни каких команд, кроме var_dump, так что временем выполнения php скрипта можно пренебречь. Следовательно за вышеуказанное время что то происходит на сервере, непонятно на каком этапе. Я выставил в соответствующем location директиву error_log с уровнем debug и в результате получил большущий файл с информацией. Привожу интересующий кусок:

//здесь несметное количество строк с информацией по процессу загрузки файла на сервер и передачи праметров
//fpm-у
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 socket 82
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 connect to unix:/var/tmp/phpfcgi-gipper.sock, fd:82 #270
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 kevent set event: 82: ft:-1 fl:0025
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 connected
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 http upstream connect: 0
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 http upstream send request
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 chain writer buf fl:0 s:976
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 chain writer in: 000000080117DA90
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 writev: 976 of 976
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 chain writer out: 0000000000000000
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 event timer add: 82: 60000:1275903862752
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 http run request: "/upoad_handler.php?"
2010/06/07 13:43:22 [debug] 67486#0 *103 http upstream check client, write event:1, "/upload_handler.php"
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http upstream request: "/upload_handler.php?"
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http upstream process header
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 malloc: 00000008039F6000:32768
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 recv: eof:0, avail:424, err:0
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 recv: fd:82 424 of 32768
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http fastcgi record byte: 01
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http fastcgi record byte: 06
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http fastcgi record byte: 00
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http fastcgi record byte: 01
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http fastcgi record byte: 01
2010/06/07 13:43:37 [debug] 67486#0 *103 http fastcgi record byte: 8A

Если кто разбирается хорошо в этом, то прошу обратить внимание на временной разрыв с 22 до 37 секунд. Это и есть те 15 секунд, которые он ожидает чего-то.
Может быть есть способ посмотреть что происходит на backend (в данном случае это fpm)?