Для поточной обработки больших объёмов данных в условиях ограниченной памяти люди используют
генераторы.
В этой статье показано, как, с помощью
XMLReader можно распарсить большой xml-файл, не вычитывая его полностью в память.
Для понимания, как устроено хранение переменных в памяти, следует почитать
PHP Internals.
По сабжу, в сухом остатке: используйте типизированные классы, чтобы было удобнее работать с данными.
