As capacidades gráficas do iPhone 3GS são mesmo significativamente melhores do que as do iPhone 3G. Segundo testes de OpenGL:

O desempenho da CPU é de 40% a 70% mais rápido;
O fillrate é de três a quatro vezes maior;
Efeitos de textura e filtros são cerca de dez vezes mais rápidos.

Tenha em mente ainda que o teste foi com OpenGL 1.x, e o iPhone 3GS pode rodar OpenGL 2.x. Quando jogos começarem a ser otimizados ou desenvolvidos para o OpenGL 2.x, eles não rodarão nos modelos velhos – ou rodarão com gráficos piores. [glbenchmark via Extremetech via Ubergizmo]