Владислав, посмотрите в момент когда проблема с пухнущим кешом уже есть вывод ps axu
все ли воркеры запущены в одно и тоже время ? Штатно они все запускаются или при старте или при применении изменений одновременно и все висят или до стопа или нового применения конифга. Но иногда бывет не так. У нас были ситуации, что из за некторых проблем воркеры убивались по 11 сигналу (мастер его перезапускал после смерти, т.е. появлялся новый воркер в замен умершего, в выводе ps у него свежее время старта) и тут все открытые в кеше в данный момент умершим воркером элементы оставались залоченными до смерти мастер процесса. Вообще 11 сигналы видны в логах сервера. У меня проявлялось в залипании в кеше файла, и отдачи его из кеша до посинения. до распухания кеша не доходило, раньше начинались жалобы-разборки с необновлением инофрмации. по некоторым путям

(у меня умирание воркера возникало, например в моменты когда все апстримы (в количестве proxy_next_upstream_tries) обламывались в соединении, ну сеть там могрнула или еще что, и 50х ошибка пыталась получться с того же апстрима (скорее всего попадала в / локешн), я в первый раз до дебага даже добрел, там запрос уходит в закрытый сокет кажется, но это было лет 4-5 назад, не очень уже помню). Правка конфигов, чтобы ошибки (то, что указано в error_page, наверное критично толко для 5хх, но обычно и 404 так делаю) всегда оставались локальными у меня проблему снимало. Наверное есть другие варианты, когда воркеры начинают трапаться, но я по этим граблям уже 2 раза ходил именно в таком виде.