Brauchst Du tatsächlich so ein grosses Array?
Um welche Art von Daten handelt es sich die da reinkommen sollen ?

Sollen die Daten nicht flüchtig gespeichert und nicht allzu oft geändert werden käme eventuell ein externes I²C EEPROM in Betracht.
Für "normale" Messwerte wär das vermutlich die eleganteste Lösung.

EEPROM's lassen sich üblicherweise bis zu 100tsd. bis 1Mio. mal überschreiben.(Typenabhängig)
Wie lange würde das EEPROM in deinem Anwendungsfall durchhalten ?

Soll das Array in einen normalen RAM Bereich? Dann wirst Du bei den AVR's wohl ein externes RAM anschalten müssen, was bei einigen Typen bereits Hardwaremässig vorgesehen ist- wenn ich mich recht erinnere .