Quais são as taxas de solicitação típicas para conteúdo gerado e estático do PHP? Você verificou a taxa de acertos no APC para armazenamento em cache e para opcode? Qual versão do PHP?
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O lugar mais sensato para fazer isso seria em um proxy reverso - mas você diz que não está no lugar ainda. Outra abordagem seria executar um servidor web mínimo e balanceador de carga na caixa atual (além do conteúdo principal) e redirecionar dessa forma - mas isso é ainda mais trabalho do que configurar o Varnish.
De modo semelhante, envolver o front end em um script proxy teria o efeito desejado - mas, novamente, o esforço é mais do que implementar o verniz.