Yo también estuve en tu misma situación, y me decanté directamente por la D3S, pues me pareció una evolución de la D3, una cámara ya de por si espectacular. No te puedo decir por tanto como es la diferencia detallada entre ambas con experiencia de usuario, pero viniendo de una 5100 creo que vas a notar un cambio muy importante con cualquiera de las dos.
Saludos