Como já disseram o ISO varia de sensor para sensor, não é algo padronizado, isso gera uma boa diferença.
Alguém postou uma tabelinha uma vez mostrando a diferença entre a exposição dos ISOs de vários fabricantes e em uma mesma marca vemos variação de mais de meio stop!
Outro ponto é a lente, a luminosidade que passa por elas pode ser diferente mesmo ambas sendo f4, isso gera outra diferença (menor)
Juntando essas duas diferenças temos esse 2/3 de stop que vc vê entre as duas!
O que você quer fazer não é exatamente justo, pois é uma comparação entre sensores de gerações diferentes, mas se você quer apenas ver a performance e evolução entre sensores o ideal é sim igualar as exposições com mesma abertura e velocidade, mesmo que o ISO fique ligeiramente diferente.
Por isso a maioria dos comparativos entre marcas são bem mal feitas, colocam no mesmo ISO, mas as exposições ficam diferentes...