La différence de fps est normale. Ce qui compte ce n'est pas les vertices affichés, ce sont les triangles.

Tu as moins de vertices car ils sont partagés avec 4 triangles pour beaucoup. T'as carte graphique affiche des triangles, d'ailleurs dans les caractéristiques techniques d'un GPU, on remarque 2 caractéristiques importantes :

• la capacité de calcul en triangles/secondes;
• la capacité de calcul en texels/secondes.

En plus, il y a le culling qui agit : le backface culling principalement et d'autres techniques (occlusion culling...).

En tout cas, diminuer le nombre de triangles augmente les FPS. Tu peux aussi t'aider des VBOs si ta carte les supportent.

Dans le premiers cas, tu as 20x20x20 cubes en vue isométrique ça donne : 20x20x2 triangles pour une face du "gros cube" donc 20x20x2x3 pour la vue soit 2400 triangles.
Dans le deuxième cas, il y en a clairement moins, d'où le grand nombre de fps.