addassУ нас 2-процессорная тачка с 2 Gb RAM
Больше 300 процессов не ставим.

Очень сильно зависит от структуры запросов, да и вообще загрузки сервера...
Как пример, на одном из моих вебсерверов (P4-2.6 HT, 512Mb RAM) крутится некоторое количество проектов различной степени загруженности и безумности запросов к базам (в т.ч. и нечто схожее, полагаю, с "рейтинговой сетью" -- небольшая баннерная сеть), для данной системы опытным путём было установлено оптимальное количество разрешённых соединений в 250. Собственно, можно было бы и несколько большее количество выставить -- не нужно. При том, что на сервере не одна сеть, а и, например, официальное русское зеркало php.net, того же mysql.com и другие достаточно загруженные сайты. Так что тут всё выясняется опытным путём.

Практические советы:
1.

CPU-usage какой у тебя? Если 100% - проблема исключительно в оптимизации запросов. И если при этом ещё и добавить число подключений одновременных - будет ещё хуже.

Факт. Если дело обстоит именно так -- то либо пересматривать запросы и структуру базы (индексы под них строить дополнительные и т.п.), либо ставить отдельный сервер SQL...
Однако! Судя по описанию, скорей всего, ситуация та же, что, в своё время, возникла там у меня на сервере: множество соединений незакрытых корректно, и висящих, пока по таймауту не прибьются. В таком случае поможет
2. Погляди SHOW PROCESSLIST в клиенте mysql, либо #musqladmin -p processlist.
Если большая часть процессов выглядит примерно так:

+--------+--------+-----------+------------+---------+------+-------+------------------+
| Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info |
+--------+--------+-----------+------------+---------+------+-------+------------------+
| 988905 | user1 | localhost | user1 | Sleep | 300 | | |
| 989065 | user2 | localhost | user2 | Sleep | 142 | | |
| 989191 | user2 | localhost | user2 | Sleep | 9 | | |
| 989210 | user2 | localhost | user2 | Sleep | 17 | | |
| 989220 | user3 | localhost | user3 | Sleep | 1 | | |

и в рабочем режиме остаётся свободная память (Inact, Free) -- можешь смело увеличивать цифру соединений (для начала из клиента mysql: SET GLOBAL max_connections=150) 150 для примера, если памяти много свободной -- то больше. В качестве грубой оценки погляди размер процесса mysqld для сотни соединений, прикинь, сколько можно добавить, исходя из свободной памяти, ну и оставь немного запасу, бо если начнёт активно свопится -- труба...
3. Если этим методом не удастся достичь приемлемого количества соединений (вдруг действительно нужно 15к) -- читай
http://dev.mysql.com/doc/mysql/ru/Server_parameters.html
о "малой памяти и большом количестве соединений" и думай, всё же, о выделенном сервере MySQL,)

З.Ы. Да, если, всё же, процессы не спят, а активно думают -- в отладке поможет добавление в my.cnf чего-нить вроде
log_slow_queries=/var/db/mysql/slow-queries.log

set-variable = long_query_time=2

А выясненное оптимальное количество соединений надо будет прописать там же примерно так:
set-variable = max_connections=250