Czy zużycie pamięci na poziomie:
Peak of memory allocated: 3,375,680 bytes (memory_get_peak_usage)
Amount of memory allocated: 3,334,788 bytes (memory_get_usage)

jest wartością dopuszczalną, czy trzeba porządnie zastanowić się nad optymalizacją serwisu?

Niezależnie od obciążenia powinieneś dążyć do najlepszej sprawności przy zachowaniu funkcjonalności serwisu. Powyższe dane pozwolą Ci jedynie ocenić postęp podczas procesu optymalizacji. Nie ma sztywnych progów, dla których mówi się, że jest dobrze bądź źle.

To zależy od tego, jak bardzo ten skrypt jest rozbudowany. Jeżeli używasz jakiegoś bardzo ciężkiego frameworka, albo aplikacja jest rozbudowana, to nie jest tragicznie. Wartość jest dopuszczalna, bo mieścisz się w standardowych limitach. Dla przykładu jednak moje, średnio rozbudowane skrypty nie zużywają w szczycie więcej niż 1MB...

Moje aplikacje zbudowane są na bazie Zend Framework + phpDoctrine. Są to średniej wielkości serwisy (4-5 request-ów na żądanie), więc 2-4Mb zużytej pamięci jest chyba w normie..
Dzięki za odpowiedź.