É bem possível ter uma arquitetura do Active Directory configurada em vários locais físicos em um único site. Geralmente não é uma "coisa boa" e vai contra a maioria das melhores práticas.
Se você quiser controlar / configurar / otimizar o tráfego de replicação, precisará configurar os sites. Se você quiser fazer o cache de ramificação de maneira razoável, precisará configurar sites. Se você deseja fazer a replicação DFS e o destino da pasta local, provavelmente precisará definir os sites. Se você deseja garantir a melhor experiência de logon do usuário, precisará definir os sites. Se você deseja enviar impressoras por site usando GPO / GPP, provavelmente desejará definir os sites.
A lista poderia continuar. Portanto, a resposta técnica é: não - você não precisa. A resposta real é que você realmente deseja defini-los como sites, para poder aproveitar o Active Directory para fornecer os serviços projetados para oferecer da melhor maneira possível.
Editar: Para responder especificamente à pergunta sobre se eles ainda seriam capazes de se autenticar em uma falha de link: sim, desde que tenham o controlador de domínio local como um se seus servidores DNS. No entanto, sua autenticação para qualquer coisa pode ser mais lenta, dependendo de qual controlador de domínio foi inicialmente armazenado em cache.