Andrey Kopeyko, спасибо
Найдена причина: "36176#36176: *15479 cache lock timeout". Так как proxy_cache_lock_timeout не указан, по умолчанию берет 5сек
Дока для страждущих : https://nginx.org/ru/docs/http/ngx_http_proxy_module.html#proxy_cache_lock_timeout

На данный момент конфиг кэша следующий. Задам значение proxy_cache_lock_timeout 1.
```
proxy_cache common_cache;
proxy_cache_revalidate on;
proxy_cache_min_uses 1;
proxy_cache_use_stale error timeout;
proxy_cache_lock on;
```
Возможно есть какие-то бестпрактикс по тюнингу кэша?