我们可以从硬件、操作系统、应用软件三方面来回答这个问题。
硬件角度 CPU 方面，两者 CPU 型号分别为：A7 和 MSM8974。MSM8974 拥有 4 核，单核频率最高可达 2.3GHz，相比 A7 拥有 2 核，最高频率为 1.4GHz。所以，就单纯的 CPU 计算能力来讲，MSM8974 要优于 A7，毕竟它单核频率比 A7 要高很多。另外，由于 MSM8974 有 4 核，因此它处理多线程并发能力要强于 A7。工艺方面，两者拥有相同的 28nm 制程，但 MSM8974 频率高，核心多，所以密集计算情况下，它的功耗和发热量应该要比 A7 高。
从 CPU 的 Cache 方面看，A7 拥有 64KB+64KB 的 L1 Cache，1MB L2 Cache 和 4MB L3 Cache；相比较，MSM8974 在这方面要差得多，相信是为了节约成本，仅仅配置了 16KB+16KB L1 Cache, 2MB L2 Cache，且没有 L3 Cache。如此小的 Cache，在实际运行过程中，肯定会发生大量 Cache Miss，这就会导致 CPU 常常在“等待”外围 IO（如内存），从而白白浪费了 CPU 的高速计算能力。MSM8974 在 Cache 的配置上，犹如 V8 引擎的跑车，却配置了一套四速变速箱，让人无语。
GPU 方面，A7 集成 PowerVR G6430 GPU，而 MSM8974 集成了 Adreno 330 GPU。根据资料，G6430 的图形处理性能 GFLOPS 为 166.4-249.6，而 Adreno 330 的图形处理性能 GFLOPS 仅为 129.6-158.4。所以，PowerVR G6430 的图形性能要明显优于 Adreno 330。
内存（运存）方面，设备配置的内存越大，表示操作系统允许更多的应用程序驻留内存，在不同的应用程序之间切换会更顺畅。而且，每个应用程序允许使用的内存也会越大，相对来说会更流畅。这方面 Nexus 的 2GB 内存要占优。
操作系统角度 Apple IOS，apple 开发的移动设备操作系统。IOS 的内核使用的是 darwin os，该内核与 linux 的宏内核操作系统不同，是一个类似于 windows 的混合型内核。有点类型微内核的感觉，不过就性能而言，与 Linux 相比应该没有什么优势。但是，因为 ios 的应用程序是使用 objective c 编码，最终被直接编译为 ARM 指令集。因此，在实际设备运行过程中，应用程序相当于直接在 CPU 上运行，避免了虚拟机的指令翻译开销，所以 ios 的应用程序执行效率相比 android 要高。
Google Android，是基于 Linux 操作系统的一个应用程序框架。它大致由以下几个组件组成：Linux 内核、Android 运行库、通用组件库、应用程序框架和应用程序本身。最终的用户应用程序均运行在一个个隔离的“沙箱”环境中，彼此隔离。其中，最重要的是，Android 应用程序的指令不是机器指令，而是 dalvik 虚拟机指令。也就是说，Android 提供了一个 Dalvik 虚拟机，将 Android 应用程序的 dalvik 指令翻译成最终的 arm 机器指令。这中间虚拟机的翻译过程是有性能损耗的。
应用程序角度 IOS 禁止应用程序在后台运行，所有切换到后台的应用程序被操作系统自动休眠，只有前台程序可以占用 CPU；相比较，Android 就开放得多，它运行应用程序任意创建后台服务 Service，所有 Service 都可以在后台任意占用 CPU 和内存。因此，当 Android 安装的应用程序越来越多，且应用程序毫无节制地创建后台服务的话，系统前台应用就被迫和越来越多的后台服务共享 CPU 资源，从而拖慢了整个系统的速度。也不能说 Android 这种真正的多任务模式不好，它是一把双刃剑，给应用程序更广阔的发挥空间的前提下，也给了应用程序滥用 CPU 的权限。因此，从这方面讲，IOS 更有利于应用程序发挥流畅性，但代价是应用程序无法再后台工作；Android 更有利于发挥应用程序功能，例如后台收离线消息，后台下载等应用。 从屏幕分辨率来看，IOS 只有有限几种分辨率，最高也就 1136*640，都没有达到 1080P 全高清的级别。比较而言，Nexus5 的分辨率达到了 1080*1920 全高清级别。为此，应用程序需要更多资源来渲染图像，比较而言，IOS 的应用程序就可以更容易达到流畅的帧数；但 Nexus5 的屏幕则可以达到更锐利，更清晰的图像。
总结 硬件方面，Apple iPhone5s 的主频较低，但 cache 很大，且拥有更高性能的 GPU；Nexus5 的 CPU 主频很高，但 Cache 较小，且 GPU 相对较弱。所以，iPhone5s 更适合表现图像或动画；Nexus5 的高主频和更多核心，更适合高密集计算工作和并行计算。但就题主所说的流畅性，iPhone5s 更胜一筹； 操作系统方面，IOS 没有虚拟机开销，性能相比需要 dalvik 虚拟机转换的 Android，也是胜了一筹； 应用程序角度，由于 iPhone5s 的屏幕分辨率较低，且没有后台应用程序干扰，所以 iPhone5s 更容易达到流畅的效果。
综上，iPhone 5S 更容易给用户流畅的感觉。
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容我加几句：
- 上文中仅对比 iPhone5S 和 Nexus5，并没有涉及其他 apple 设备和 android 设备。所以分辨率的 BUG 请大家别纠结，iPhone5S 的分辨率比 Nexus 低是事实；
- 我并没有说 iPhone5S 比 Nexus5 好。相反，我本人用的是 Android。只是说 iPhone5S 因为有更强大的 GPU 和机器二进制代码的 APP，所以更容易让 APP 达到流畅的帧数。每秒 24 帧就可以说流畅的，Nexus5 的 GPU 也不弱，也是可以达到的，大家不要太纠结。我其实更喜欢 Android 的开放性，自己做几个 pet project 玩玩，刷刷 ROM，可玩性比 iPhone 好（我不玩手机游戏）；
- 32 位和 64 位的问题，32 位 APP 在 64 位 CPU 上运行，性能没啥提升；
- Android 为什么使用虚拟机，肯定是经过考虑的。不会平白无故的做损失性能的事情，我的理解是，为了跨平台，让 APP 与 CPU 架构无关。有了 Dalvik 中间件，Android 的 APP 可以不做任何改动，在任何 CPU 体系架构平台下运行，这点太 NB 了。知道 WindowsRT 无法运行 X86 的应用程序是为啥，就是因为 PC 的桌面软件早已和 X86 架构绑定了。现在微软的.netframework 之类，也是做起了 APP 虚拟化的路，而 Android 从一开始就这么做，我觉得挺明智的，那一点性能损失我觉得可以接受。