M>Да, конечно NUMA. На Intel QPI.
M>Обязательно выделять память через valloc? malloc или new дадут другое поведение?

AFAIK должно также работать. Все известные мне аллокаторы для выделения маленьких участков памяти используют хитрые алгоритмы, а после превышения размером запрашиваемого участка определенной величины дергают valloc или mmap и возвращают полученый указатель. Просто я привык брать память для всяких необычных применений напрямую у системы, больше контроля, лучше диагностика и тд.