Nachgestellt mit sleep 500 in long.cgi:
Browser meldet: Gateway Time-out
error_log: Script timed out before returning headers: long.cgi
access_log: "GET /cgi-bin/long.cgi HTTP/1.1" 504 249

Dein serverseitiges Script braucht zu lange, der Webserver erzeugt den Status 504, das ist im access_log zu sehen. An dieser Situation andert sich nichts, wenn der Request mit Ajax erfolgt, weil das serverseitige Script selbst die Ursache ist für den Timeout.