Existe um kit de componentes chamado breadboard.
Esse kit contém uma placa e outros componentes, que você pode construir circuitos computacionais do zero.
Você constrói sua própria cpu e etc...como consequência não tem sistema operacional, mas você consegui programar ela por meio de o monitor feito com arduíno pra passar programas pra ela computar, não sei se é exatamente o que procurava mas eu lembrei disso e resolvi compartilhar, vou deixar o link do artigo do Ben Eater contando mais detalhes:
Em resposta a Computador sem Sistema Operacional ?
2
1
O processador usado no link é antigo me parece
Tem que ter cerca de 1GHz e bastante memoria
1
"Tem que ter" porque?
Pelo que deu a entender você quer aprender a fazer um SO. Um processador de 8 bits como os que o Ben Eater vende kits (e tem muitos excelentes videos sobre) é uma PUTA ferramenta de aprendizado.