Hay muchas CPU y microcontroladores que tienen mucha memoria en el chip para ejecutar pequeños sistemas operativos sin chips RAM separados. Esto es común en el mundo de los sistemas integrados. Pero el problema aquí es que no puede agregar memoria secundaria aquí. Entonces, si solo te refieres a no tener ningún chip RAM separado conectado, entonces sí, puedes hacerlo con muchos chips actuales. La única diferencia real entre la memoria en chip y los chips de RAM separados es solo la ubicación.
Si te estás refiriendo a una PC normal, no, no puedes ejecutarla sin tener una memoria RAM separada, pero eso es solo porque el BIOS está diseñado para no intentar arrancar sin RAM instalada.
Pero no hay razón para que no puedas diseñar una computadora para que funcione sin RAM. La RAM existe únicamente porque es más barata que la memoria en chip y mucho más rápida que los discos.
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En cuanto a su pregunta, es posible ejecutar una computadora sin RAM (sistemas integrados), pero la RAM no se puede reemplazar con memoria secundaria.