El script PHP comienza a enviar datos (lecturas de nginx), luego se detiene (tiempo de cálculo) y luego envía más datos (lecturas de nginx). Si la pausa dura más que el tiempo especificado, se interrumpe la conexión.

Creo que es una interpretación correcta.
Y es fácil de probar: escriba un script php simple con algunos sleep s entre echo s y flush es. (No puedo hacerlo yo mismo en este momento).

¿No es la duración de la "respuesta completa" lo que importa?

Para mí personalmente, el enfoque fastcgi_read_timeout es más atractivo:

• Si su servidor está bajo una carga alta con un tiempo de espera fijo, definitivamente fallará de vez en cuando. Los usuarios se irritarán, actualizarán... enviarán otra solicitud... Y su servidor se ahogará aún más, sin cumplir nunca con ninguna de las solicitudes de los usuarios.
• Pero si, sin importar la carga, su servidor muestra que todavía está vivo y se esfuerza por cumplir con las solicitudes del cliente, entonces depende de ellos decidir esperar o cancelar. ¡Mucho mejor!

¿Y qué parámetro establece un límite para eso?

max_execution_time en php.ini o

 fastcgi_param PHP_VALUE "max_execution_time=1000";

en su configuración NGINX