这个问题有诸多槽点，我都不知道该从何答起。
首先纠正一下主问题的误区，电视也是有处理器的，播放“高画质场景”之类的视频需要用到处理器的解码能力，不过比较弱，不能和电脑的处理器相比；然后题主想说的应该是硬盘空间无限，把存储空间称为内存在手机上比较常见，这是一个大众经典误称，在此不多赘述。
接下来先回答一下题主的主问题——技术上可行，这就是一个实时渲染和预渲染的问题。
以古墓丽影9为例，开场剧情就是渲染好的CG
可以看到画质非常好，细节丰富，因为这就是视频，玩家的电脑没有产于渲染，几乎没有压力。
而实际进入游戏后的画面就是实时渲染呈现出来的，画面相比CG是缩水的，具体缩水多少要看玩家电脑配置。
实时渲染考验本地的处理器和显卡性能，而后者可以算是一种可互动式播片，把玩家可能会遇到的所有画面渲染好变成一帧帧的截图，然后随着玩家的操作放出来。
现在市面上的一些2D游戏用的就是类似的技术，比如空洞骑士和茶杯头
不过他们的场景和人物主要是画出来的。
但对于3D游戏来说，这种方法没有实际意义，毕竟3D游戏里自由操控可以形成无数的不同画面，那么就需要无数渲染好的帧（但这个可以被题主假设的无限硬盘空间解决）。除非对玩家的操作加以各种限制，但结果可能是游戏变成了一种可互动性比较高一点360度街景地图。
然后聊一下题主补充里面的问题，也就是一边下游戏一边玩，这个是完全可行的。并且市面上就有这种游戏，那就是微软的模拟飞行，因为完整地图体积过大，玩家必须全程联网下载当前所在地图场景，毕竟不是每个玩家都有PB级的硬盘空间。
其实整合一下题主的问题，发现云游戏就可以完美满足题主的需求。游戏画面都是云端渲染好的，玩家看到的就是视频，本地处理器和显卡没有负担，玩家也不用下载游戏本体，画质和延迟只和网络质量挂钩。
